转1174AALdico-2+CTP耐草甘膦优异棉花种质系的创制及其特性

作     者：王宛如 曹跃芬 盛况 陈进红 赵天伦 祝水金 WANG WanRu;CAO YueFen;SHENG Kuang;CHEN JinHong;ZHAO TianLun;ZHU ShuiJin

作者机构：浙江大学农业与生物技术学院 浙江大学海南研究院 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2023年第56卷第17期

页      面：3261-3276页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家转基因重大专项(2016ZX08005-005) 国家棉花产业体系岗位科学家(CARS-15-27) 江苏省作物协同创新中心 海南省重点研发计划(SQ2021XDNY0696) 

主　　题：棉花 EPSPS 叶绿体转运肽 草甘膦 皮棉产量 纤维品质 

摘      要：【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。