胡蘿卜抗凍蛋白基因的克隆、原核表達(dá)及其遺傳轉(zhuǎn)化甘蔗初步研究.pdf

1、低溫是限制植物分布與生長的重要因素，低溫傷害是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，全球每年因此造成農(nóng)作物的損失高達(dá)數(shù)千億美元。 甘蔗是熱帶和亞熱帶作物，低溫霜凍會(huì)對(duì)蔗糖生產(chǎn)造成極其嚴(yán)重的損失，既影響蔗糖的產(chǎn)量和蔗糖分，又給制糖生產(chǎn)造成困難；同時(shí)，影響種苗的數(shù)量和質(zhì)量，造成種苗嚴(yán)重不足；影響次年的宿根蔗。甘蔗是一種具有高度雜合性的異源多倍體或非整倍體的無性繁殖作物，其遺傳背景十分復(fù)雜，同時(shí)植物抗凍性屬于多基因控制的性狀，其抗凍性的遺傳機(jī)理尚未明確

2、，利用常規(guī)手段往往難以達(dá)到定向改良目的，利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行植物抗凍性分子改良具有高效性和針對(duì)性，可彌補(bǔ)常規(guī)育種技術(shù)的不足，加速高抗凍性植物新品種的選育進(jìn)程。 抗凍蛋白具有熱滯活性，能抑制冰晶的重結(jié)品和改變冰品的生長方向等特性，在一定程度上能有效地防止低溫對(duì)植物的傷害。本研究成功地從胡蘿卜中克隆到抗凍蛋白基因，并通過原核表達(dá)研究該基因所編碼的特異蛋白表達(dá)情況；針對(duì)目前基因槍轉(zhuǎn)化法中存在的再生率低的問題，對(duì)轟擊后的甘蔗愈傷組織的

3、分化培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化；通過基因槍轉(zhuǎn)化法，嘗試將構(gòu)建好的胡蘿卜抗凍蛋白基因植物表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到優(yōu)良甘蔗品種中，以期改良甘蔗的抗寒性，減輕低溫對(duì)甘蔗生產(chǎn)造成的損失。主要研究結(jié)果如下： 1．用同源克隆的方法，獲得了胡蘿卜抗凍蛋白基因開放編碼框，全長999 bp，編碼332個(gè)氨基酸，理論分子量為36 kDa。 2．構(gòu)建了胡蘿卜抗凍蛋白基因的原核表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21。采用IPTG誘導(dǎo)，使宿主菌重組子表達(dá)特異的胡蘿卜抗凍蛋白基