發(fā)布時間：2020-10-31 22:18

　　 干旱、鹽堿和高溫等非生物脅迫已對全球農作物種植及生態(tài)環(huán)境造成了嚴重危害。紫花苜蓿(Medicago sativa)是一種飼用品質優(yōu)良的豆科牧草,具有營養(yǎng)價值高、適口性好等特點,被譽為“牧草之王”。然而,由于自身抗逆性有限,紫花苜蓿不適宜在我國環(huán)境惡劣的西北地區(qū)大規(guī)模栽培,這成為了阻礙其推廣種植的重要限制因素。霸王(Zygophyllum xanthoxylum)是生長在荒漠地區(qū)的多漿旱生植物,在漫長的進化過程中形成了獨特的抗逆機制,含有豐富的抗逆基因。實驗室前期將霸王中參與Na~+積累以用于細胞滲透調節(jié)的液泡膜Na~+/H~+逆向轉運蛋白(NHX1)和H~+-焦磷酸酶(VP)基因聚合轉入紫花苜蓿,獲得的T_1代ZxNHX1-ZxVP1-1轉基因紫花苜蓿株系具有更強的耐鹽與抗旱性。此外,又將霸王角質層合成的相關基因ZxABCG11分別融合蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和擬南芥(Arabidopsis thaliana)的表皮特異性啟動子MtML1和AtCER6后導入紫花苜蓿,顯著提高了轉基因株系的抗旱性和耐熱性。然而,目前對這些轉基因材料在大田環(huán)境下的生長性狀以及飼用品質等方面的表現還不清楚。因此,在前期研究基礎上,本論文對上述轉基因紫花苜蓿在大田條件下的生長狀況進行系統(tǒng)分析,并評價其飼用品質,以期為進一步培育高產、抗逆、優(yōu)質的紫花苜蓿新品種奠定基礎。主要結果如下:(1)大田條件下,ZxNHX1-ZxVP1-1轉基因紫花苜蓿的葉片大小、干草產量及地上部干重和鮮重分別比野生型高出56.4%、74.5%、31.7%和45.1%,莖粗也高于野生型;另外,其初花期凈光合速率與水分利用效率分別比野生型高出19.3%和45.1%,表明ZxNHX1-ZxVP1-1轉基因紫花苜蓿具有更優(yōu)良的生長性狀。(2)大田條件下,AtCER6-ZxABCG11和MtML1-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿的葉片大小顯著大于野生型,分別增加了49.8%和54.1%;與野生型相比,兩個株系的株高均顯著降低,且地上部干鮮重及干草產量均沒有顯著差異。有趣的是,AtCER6-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿的分枝數多于野生型,而MtML1-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿的莖粗高于野生型。光合性能方面,AtCER6-ZxABCG11和MtML1-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿初花期凈光合速率和水分利用效率均顯著高于野生型。以上結果表明AtCER6-ZxABCG11和MtML1-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿的干草產量與野生型無顯著差異,但其光合性能卻優(yōu)于野生型。(3)三種轉基因紫花苜蓿的花期均異于野生型。ZxNHX1-ZxVP1-1轉基因紫花苜蓿與野生型同時開花,但花期較野生型長19 d;AtCER6-ZxABCG11和MtML1-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿較野生型遲開花17 d,花期長于野生型38 d。(4)大田條件下,T_1代ZxNHX1-ZxVP1-1轉基因紫花苜蓿的粗蛋白、粗脂肪含量顯著高于野生型,酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和木質素含量顯著低于野生型,相對飼用價值較野生型高出35.4%,表明ZxNHX1-ZxVP1-1轉基因紫花苜蓿與野生型相比具有更好的飼用品質,適宜作為優(yōu)良牧草進行推廣應用。(5)大田條件下,AtCER6-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿的粗蛋白、粗灰分含量顯著低于野生型;粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、木質素和相對飼用價值與野生型相比無明顯差異。而MtML1-ZxABCG11轉基因紫花苜蓿中的粗脂肪顯著低于野生型,粗蛋白、粗灰分和酸性洗滌纖維與野生型相比無明顯差異;中性洗滌纖維及木質素顯著高于野生型,相對飼用價值比野生型低12.9%。以上結果表明ZxABCG11的超表達并未提升轉基因紫花苜蓿的飼用品質,但由于其具有較強抗逆性而具備開發(fā)為生態(tài)治理草種的潛力。
【學位單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S541.9
【部分圖文】：

學碩士學位論文 大田條件下轉基因紫花苜蓿（Medicago sativa）的生長性狀及飼用品質評價2018 年 5 月 5 日將扦插苗移栽至大田，實驗區(qū)總面積為 725 m2，各小區(qū) 15 m2（3 m×5 m），株行距均為 20 cm，各株系采用隨機區(qū)組設計，每個復 6 次。采用噴灌方式進行灌溉，每個小區(qū)安裝 2 個自動噴頭，噴灑半徑 2插苗移栽后，澆透水，以后視天氣情況對大田噴灌，每次噴灑 3 h，保證一致（圖 3-1）。

19圖 3-2 大田移栽后不同時期各轉基因紫花苜蓿株系和野生型的生長狀況。（A）：7 月 2日；（B）：7 月 16 日；（C）： 8 月 3 日。WT：野生型；NV：ZxNHX1-ZxVP1-1 轉基因紫花苜蓿；AA：AtCER6-ZxABCG11 轉基因紫花苜蓿；MA：MtML1-ZxABCG11 轉基因紫花苜蓿。Figure 3-2 Growth performance of transgenic alfalfa lines and wild type at different dates afterfield transplantation. (A): July 2nd; (B): July 16th; (C): August 3rd. WT: wild; NV: ZxNHX1-ZxVP1-1 transgenic alfalfa;AA: AtCER6-ZxABCG11 transgenic alfalfa; MA: MtML1-ZxABCG11transgenic alfalfa.

圖 3-3 大田移栽后不同日期各轉基因紫花苜蓿株系和野生型的株高（A）、莖粗（B）和分枝數（C）。WT：野生型；NV：ZxNHX1-ZxVP1-1 轉基因紫花苜蓿；AA：AtCER6-ZxABCG11 轉基因紫花苜蓿；MA：MtML1-ZxABCG11 轉基因紫花苜蓿。Figure 3-3 Plant height (A), stem thickness (B) and branching number (C) of WT and transgenicplants measured at different dates after field transplantation. WT: wild; NV: ZxNHX1-ZxVP1-1transgenic alfalfa;AA: AtCER6-ZxABCG11 transgenic alfalfa; MA: MtML1-ZxABCG11 transgenicalfalfa.
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 郭奕惠;劉寶鎖;范嗣剛;張博;陳曉玲;喻達輝;;合浦珠母貝選育組和對照組生長性狀相關分析[J];上海海洋大學學報;2017年02期

2 李永峰;王克華;曲亮;馬猛;沈曼曼;;蛋雞早期生長性狀與開產性狀的典型相關分析[J];中國家禽;2016年01期

3 J A Cherry ,曉力;在不同飼養(yǎng)條件下父母代與F_1代小雞群生長性狀的相關性研究 Ⅰ.自由采食[J];湖南農學院學報;1988年03期

4 秦國峰,周志春,金國慶,王培蒂;馬尾松幼林生長性狀遺傳分析[J];林業(yè)科技通訊;1989年05期

5 秦國峰;王培蒂;周志春;;馬尾松苗期生長性狀的遺傳分析[J];林業(yè)科學;1989年06期

6 ;二齡(魚用)鰱雜交魚生長性狀的分析[J];湖南水產科技;1974年01期

7 宋志芳;于國升;邢荷巖;蘆春蓮;曹洪戰(zhàn);;影響豬生長性狀相關基因的研究進展[J];豬業(yè)科學;2017年11期

8 劉貴;;沼液施肥對蔬菜生長性狀和產量影響的試驗研究[J];現代農業(yè);2016年07期

9 王新玲;李俊艷;李斌;胡春風;;不同品種鮮食玉米生長性狀和品質研究初探[J];北京農業(yè);2013年09期

10 魏云潔;王志清;孔祥義;谷海軍;;不同種子處理方式對北蒼術出苗率及植株生長性狀的影響[J];特產研究;2012年02期

相關博士學位論文 前10條

1 李超;鯉高密度連鎖圖譜及生長性狀QTL的定位和遺傳潛力[D];東北林業(yè)大學;2017年

2 魯翠云;鯉生長性狀主效QTL育種潛力評估及其在染色體上的定位[D];上海海洋大學;2014年

3 王慶志;長牡蠣品種選育與生長性狀的遺傳參數估計[D];中國海洋大學;2011年

4 楊全;甘草黃芩種內變異及選種基礎研究[D];北京中醫(yī)藥大學;2007年

5 Md.Shahjahan;肉雞2個肌肉發(fā)育相關基因的多態(tài)性與功能研究[D];中國農業(yè)科學院;2015年

6 鄧景致;版納微型豬近交系生長相關基因遺傳背景分析[D];吉林大學;2012年

7 商鵬;基于胚胎肌肉組織轉錄組和蛋白質組數據鑒定豬生長性狀相關基因[D];中國農業(yè)大學;2017年

8 張旭;利用一種優(yōu)化求解方法的中國荷斯坦牛重要經濟性狀全基因組關聯(lián)分析[D];中國農業(yè)大學;2017年

9 王衛(wèi)軍;長牡蠣生長和肉質性狀的遺傳參數研究[D];中國海洋大學;2015年

10 劉峰;半滑舌鰨經濟性狀的遺傳評估及基因組選擇初步研究[D];上海海洋大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 侯浩賓;德州驢NCAPG,DCAF16,FAM184B,TBX3基因多態(tài)性與早期生長性狀的關聯(lián)分析[D];中國農業(yè)科學院;2019年

2 賀帥;黃牛tRNA修飾基因遺傳變異與生長性狀的相關分析[D];西北農林科技大學;2019年

3 高鯉;大田條件下轉基因紫花苜蓿（Medicago sativa）的生長性狀及飼用品質評價[D];蘭州大學;2019年

4 陳琳;鯉頭型性狀的全基因組遺傳解析及生長性狀的SNP挖掘[D];河南師范大學;2018年

5 封竣淇;DKK1、DKK2基因多態(tài)性及甲基化對黔北麻羊生長性狀的遺傳效應分析[D];貴州大學;2018年

6 覃林波;10年生雜交桉無性系生長性狀與木材纖維特征變異研究[D];廣西大學;2018年

7 王聰;家禽VLDLR基因多態(tài)性與生長和屠宰性狀的相關分析及MDV對VLDLR mRNA表達的影響[D];揚州大學;2017年

8 劉望宏;瘦肉型種豬早期生長性狀校正公式及其效果初步研究[D];華中農業(yè)大學;2007年

9 蔣偉;擬穴青蟹生長性狀特性解析及相關微衛(wèi)星標記篩選[D];上海海洋大學;2014年

10 金鑫;內蒙古絨山羊生長性狀的遺傳分析[D];內蒙古農業(yè)大學;2009年

本文編號：2864582