[目的]棉田杂草是限制棉花生长的因素之一,与棉花争夺营养、水分和光照,不仅影响棉花的生长发育,还影响棉花的产量和品质.通过基因工程途径培育高耐草甘膦优异棉花种质,实现棉田间化学除草,提高植棉的经济效益.[方法]将来源于耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)的EPSPS基因1174AALdico-2连接叶绿体转运肽,以 35S为启动子,将 2 个目的基因串联后构建棉花转化载体.运用农杆菌活体转化技术,将目的基因导入棉花品种中棉所 49,获得阳性转化体植株.以受体材料中棉所 49 和转化体自交分离得到的非转基因NON为对照,对转化体植株进行分子特征检测、草甘膦耐受性鉴定、农艺性状和经济性状等综合评价,以筛选出优良的转基因耐草甘膦棉花材料.[结果]通过农杆菌活体转化方法获得 138 个阳性转化体,对转化体植株进行目的基因PCR检测、Southern blot、Western blot分析和ELISA检测,从中筛选出 17 个分子特征明确、外源基因表达量高的阳性转化体.Southern blot和核苷酸测序结果表明,转化体插入位点和拷贝数各不相同,其中,ZD131、ZD185 和ZD207 等 3 个转化体为单拷贝插入位点,外源基因插入位点分别位于棉花D亚组第 7 染色体、D亚组第 13 染色体和A亚组第 12 染色体.草甘膦耐受性鉴定结果表明,17 个阳性转化体均高耐草甘膦,其中ZD131、ZD185 和ZD207 等 3 个转化体的耐受性在 3 个世代之间稳定遗传,可耐 4 倍的田间草甘膦推荐剂量.农艺性状和经济性状评估结果表明,ZD131、ZD185 和ZD207 等 3 个转化体植株生长发育正常,表现出铃大、衣分高、结铃性强等特点,皮棉产量超过对照,纤维品质达到优质棉水平.[结论]将来源于耐辐射奇球菌的 EPSPS 基因1174AALdico-2与叶绿体转运肽连接,多基因串联后构建转化载体,农杆菌活体转化技术转入中棉所 49,通过一系列筛选后获得 3 份优良的转基因耐草甘膦材料ZD131、ZD185 和ZD207,该方法在提高棉花耐草甘膦水平的同时,也提高了转基因材料的农艺和经济性状.
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