东南景天转运Cd蛋白HMA3基因载体的构建及栾树遗传转化体系的建立

Construction of the transformation vectorof Sedum alfredii HMA3 and establishment of the genetic transformation system of Koelreuteria paniculata

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摘要[目的]构建栾树遗传转化体系并通过转入东南景天HMA3基因对复羽叶栾树的基因进行定向改良,以提升其对镉(Cd)的富集能力与转运能力,为之后复羽叶栾树逆境抗性分子机制的研究提供基础.[方法]制备复羽叶栾树单细胞悬浮液,检测其基因组的大小;构建表达载体并转入农杆菌中,调节激素配比诱导复羽叶栾树形成愈伤组织,并通过农杆菌介导进行遗传转化;将筛选得到的阳性愈伤组织制备成原生质体,并用激光共聚焦观察;最后通过Cd胁迫试验检测栾树对Cd的富集能力与转运能力.[结果]通过与内参番茄的比较发现栾树的基因组大小约为335 Mb;在诱导复羽叶栾树愈伤组织时,加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)可以有效地防止愈伤组织发生褐化,加入10％椰汁后,复羽叶栾树愈伤组织的诱导成功率及生长速度均达到最佳;激光共聚焦观察复羽叶栾树阳性愈伤组织发现HMA3定位在细胞膜上;Cd胁迫试验显示,转入HMA3基因的复羽叶栾树,其Cd的富集系数提升了40.3％,转运系数提升了29.3％.[结论]复羽叶栾树较小的基因组决定了其在遗传过程中,有更大的可能保留外源基因,有效避免了外源基因的丢失;PVP及椰汁的加入大幅提升了复羽叶栾树愈伤组织诱导的成功率,并有效较少了愈伤组织的褐化;转入的HMA3成功在细胞膜上表达,对转基因复羽叶栾树的富集能力和转运能力都有显著提升.