1.4抗病轉(zhuǎn)基因棉花

棉花病害是影響棉花生產(chǎn)的主要因素之一，目前困擾中國棉花產(chǎn)業(yè)的主要病害是黃萎病，棉花黃萎病是黃萎病菌經(jīng)土壤傳播、侵染到棉花植株最終引發(fā)維管束疾病的一種真菌性病害，具有危害嚴重、分布范圍大、寄主種類多及存活時間長等特點，可造成棉花大量減產(chǎn)甚至絕收，被形象地稱為棉花的“癌癥”。針對以黃萎病為代表的主要病害，采用傳統(tǒng)的防治手段，如通過傳統(tǒng)育種的方法培育抗病品種、農(nóng)藥防治等方法收效甚微，而且存在培育周期長，嚴重污染環(huán)境等問題，因此，近年來中國研究人員從生物技術(shù)的角度，對抗棉花黃萎病基因開展了大量的研究，并取得了重要進展。

高巍以海島棉品種海7124作為研究材料，通過比較蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，一共得到188個在海7124根系中受黃萎病菌侵染后與水處理的平行對照相比表達量出現(xiàn)差異的蛋白，這些蛋白共同參與了棉花對黃萎病菌入侵的響應(yīng)。徐理分別構(gòu)建了抗黃萎病的海島棉海7124接種黃萎病菌后的抑制差減雜交cDNA文庫以及通過大規(guī)模測序的RNA-Seq技術(shù)研究棉花抗黃萎病機制，通過基因表達分析，獲得了大批棉花抗黃萎病相關(guān)基因，并對其中的一個WRKY類轉(zhuǎn)錄因子進行了較為詳細的功能。孟憲鵬克隆得到2個海島棉ERF轉(zhuǎn)錄因子基因，將其轉(zhuǎn)化植物后對其抗病相關(guān)功能進行研究，結(jié)果表明，在轉(zhuǎn)基因煙草中，海島棉ERF轉(zhuǎn)錄因子可以增強煙草PR基因的表達；在轉(zhuǎn)基因棉花中，可以增強幾丁質(zhì)酶基因、β-1，3-葡聚糖酶基因和PR基因等棉花抗病相關(guān)基因的表達。由此推測，將海島棉ERF基因轉(zhuǎn)入棉花超表達后能夠高效激活下游抗病相關(guān)基因的表達。通過對已得到的轉(zhuǎn)基因棉花部分幼苗進行黃萎病菌侵染后發(fā)現(xiàn)：T0轉(zhuǎn)EREB1棉花幼苗的耐病能力高于對照。通過上述研究可知：海島棉ERF族基因的新成員EREB1/2在調(diào)控抗病相關(guān)基因表達方面具有重要作用，EREB1/2在轉(zhuǎn)基因煙草和棉花中超表達后可有效增強植株體內(nèi)抗病相關(guān)基因的表達，從而提高了轉(zhuǎn)基因植株的抗病能力。張文蔚以陸地棉高抗黃萎病新品系中植棉KV1為材料，接種大麗輪枝菌強致病力落葉型菌株V991后0—96h棉株幼根總RNA，構(gòu)建正、反向抑制差減雜交文庫，篩選到147個信號強度差異明顯的克隆，建立了黃萎病菌侵染初期陸地棉的抗病相關(guān)基因表達譜，并證明了GhUbI1、GhEG和GhSCF在陸地棉抗黃萎病的過程中起重要作用。趙付安采用SSH技術(shù)從轉(zhuǎn)錄組水平探討了陸地棉基因的差異表達，采用2-DE技術(shù)從蛋白質(zhì)組水平探討了栽培棉近緣野生種瑟伯氏棉的蛋白差異表達，并以此為基礎(chǔ)克隆了2個陸地棉結(jié)構(gòu)抗性基因GhDIR和GhSUMO，克隆了瑟伯氏棉根的GPIP，克隆了瑟伯氏棉根的4個TIR-NBS-LRR類抗病基因類似物，這七個基因的克隆為進一步研究其抗病功能奠定了基礎(chǔ)。倪萌等采用葉片針刺接種法從細胞學(xué)方面分析轉(zhuǎn)hpa1xoo棉花與棉花黃萎病菌互作產(chǎn)生的微過敏抗病反應(yīng)，通過細胞顯微觀察表明，轉(zhuǎn)hpa1xoo棉花T-34與非轉(zhuǎn)基因棉花在抗病性表型方面存在明顯差異，轉(zhuǎn)hpa1xoo棉花較非轉(zhuǎn)基因棉花有較強的抗病性。

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