转双价抗病基因大豆后代的抗病性及遗传稳定性研究

【作者】 宋阳； 刘振库； 王丕武； 董环宇； 晏佳林； 李琦； 敖振超； 金羽坤； 韩丹；

【机构】 吉林农业大学生物技术中心； 吉林省长春市种子管理站；

【摘要】 大豆（Glycine max）是世界上重要的粮油兼用作物,含有丰富的营养物质,具有重要经济价值。大豆病害严重影响了大豆的品质和产量,大豆疫霉根腐病和大豆灰斑病造成的损失尤其严重,培育抗病大豆品种成为解决此瓶颈问题的有效措施之一。目前的研究结果发现,抗病基因能有效的抑制病害对大豆的侵染和扩散。NPR1基因可调控植物广谱抗性的发生,能够激发植物的主动防御机制,在多种形式的植物抗病性中起关键作用;HrpZpsg12基因能编码Harpin蛋白这种激发因子,从而激发被侵染的植物产生防御性反应,使植物可抵抗病毒、细菌、真菌等侵害,赋予植物广谱的抗病能力。为了提高大豆的广谱持久抗病性,本研究采用基因工程技术,以植物表达载体pCAMBIA3301-NPR1为基础,将其中的GUS基因替换为HrpZpsg12基因,构建成以Bar为选择标记基因,同时携带NPR1和HrpZpsg12的双价抗病基因植物表达载体,通过农杆菌介导法将其导入受体大豆吉农28,获得了3个抗病性较强的T₃代转基因株系。对转化植株的PCR和Southern blot检测结果表明,目的基因NPR1、HrpZpsg12和标记基因Bar均已成功整合到受体大豆基因组中,并能稳定遗传至T3代。实时定量PCR结果显示,NPR1、HrpZpsg12和Bar在T₂、T₃代转化植株的根、茎、叶和成熟籽粒中均得到了表达,但在各个组织中的相对表达量存在差异,其中NPR1和HrpZpsg12在根中相对表达量最高,Bar基因在叶片中的相对表达量最高。通过接菌试验对转基因株系进行抗疫霉根腐病和灰斑病的鉴定,分析T3转基因大豆株系抗病性与对照组之间的差异变化。鉴定结果表明,转化植株后代对大豆疫霉根腐病和灰斑病病原菌的抗性较受体品种明显提高,抗病性从感病提高到中抗,为培育农艺性状优良、广谱抗病能力显著且抗性基因稳定遗传的大豆种质资源奠定基础,提供遗传材料。更多还原