棉花转VgDGAT1基因的遗传转化和表达研究
棉花是我国主要的纤维作物，也是重要的油料作物。现如今除了纤维的生长发育受到较多的研究和关注之外，对棉籽的研究也越来越多。棉籽是纤维的副产物，若能对其充分利用而又没有占据额外的耕地面积，这对我国的农业生产有着重要的意义。目前棉籽的主要用途是提炼油脂以及作为饲料使用。
在植物体内三酰甘油的主要作用是储存脂肪酸、提供能量和参与膜脂的合成。二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油合成最后一步的反应酶，也是三酰甘油合成过程中唯一的限速酶。前人的多项研究证明转化外源基因DGAT的植株能显著的提高种子的含油量。因此，本实验以中棉所49号（Gossypium hirsutum L.cv.Zhongmiansuo49）为材料，经由优化的农杆菌侵染棉花茎尖的遗传转化体系，将斑鸠菊Ⅰ型二酰甘油酰基转移酶（VgDGAT1）转化到棉花中，通过研究转化植株的田间表现及生理生化指标，以期能培育出良好的棉花高油新品系。主要结论如下:
对影响农杆菌介导的棉花茎尖转化体系的因子如:外植体苗龄、菌液浓度、浸染时间、培养基中活性炭、激素浓度、pH值等进行优化，建立了农杆菌介导的棉花茎尖转化体系:即种子去壳催芽后，培养3～5 d后进行伤口处（纵切），在菌液OD600值为0.6～0.9时浸菌40～60 min，暗培养1d，使用MSB+活性炭1 g/L+头孢霉素(cef)400 mg/L、pH5.8作为生根培养基;培养到长出真叶后使用50 mg/L的潮霉素滴淋真叶筛选，筛选出的阳性植株待到5叶时炼苗一个星期，后转移至草炭与蛭石1∶1的基质中生长除此之外，实验还用花粉管通道法和农杆菌侵染柱头法获得了一批转基因植株。
对这些植株的种子和纤维进行测定，分析结果证明:外源基因的插入是多拷贝，VgDGAT1可以显著的提高种子的含油量18～40％，提高千粒重5％，蛋白含量下降了7％。外源基因的插入可是显著改变含油量，由于含油量的增加使得种子的蛋白含量显著降低、千粒重显著升高，从而使纤维上半部平均长度和断裂比强度显著降低，但是并没有改变该品种的纤维评价等级;衣分及其它纤维性状值没有显著性的变化。
介于外源基因VgDGAT1可以显著提高棉籽含油量，所以在培育棉花高油品系时，DGAT1可以作为转基因育种的重要转化基因。棉籽油有良好的食用、药用、工业应用价值，外源基因VgDGAT1在提高种子含油量、重量的同时并没有引起脂肪酸各组分含量的改变，这对于开发棉籽油、提高棉花产油量有着很重要的意义。
棉花;二酰甘油酰基转移酶;含油量;纤维品质;遗传转化
浙江大学
硕士
作物学
陈进红
2013
中文
S562;Q943.2
74
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）