CN115152623A - 一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,将转基因玉米种子消毒后放到含有潮霉素的MS培养基上,待种子发芽出苗后,初步判断在潮霉素培养基上长出的玉米苗具有潮霉素抗性;将获得的在含潮霉素培养基上长出的玉米苗移栽到装有营养土的培养盆中,定期浇水,待玉米苗长到3叶1心时用潮霉素涂抹玉米叶片,在1~2d后未长出黄斑,进一步判断该玉米植株是含潮霉素的转基因玉米;将涂抹潮霉素2天后未长出黄斑的玉米植株的叶片剪下1片,采用CTAB法提取玉米叶片基因组DNA,并用潮霉素抗性基因HPT引物进行PCR扩增检测,若从该叶片的基因组DNA中扩增获得潮霉素抗性基因片段,则可确定该玉米植株是含有潮霉素抗性标记基因HPT的转基因玉米植株。

Description

一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法
技术领域
本发明涉及植物分子生物学技术领域,具体为一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法。
背景技术
玉米(Zea mays L.),学名玉蜀黍,是重要的粮食作物,也是重要的饲料和工业原料,在国民生计和经济建设中起着至关重要的作用。世界范围内玉米虫害约350种,其中以蛀茎性和食叶性的鳞翅目害虫玉米螟分布最为广泛,危害最重,是世界性的重要玉米虫害,严重影响着玉米的产量和品质。世界上每年因为玉米螟危害造成10%以上的减产和经济损失,大发生年甚至绝收。因此有效地防治虫害对玉米生产具有重要的意义。玉米材料中缺乏有效的天然抗性基因,很难利用传统的育种技术手段筛选得到具有优良抗虫性的玉米材料,传统的害虫防治措施主要为化学防治,但是化学农药具有成本高、环境污染、易残留、会毒害有益昆虫和害虫天敌等弊端,不适宜长期使用。
植物基因工程的兴起与发展,为玉米病虫害的防治提供了一条崭新的思路。利用基因工程手段培育抗虫新品种具有不污染环境、对害虫的杀虫性具有专一性、育种周期短、育种和栽培成本低等优点。现在应用基因工程手段培育的抗虫材料数量直线上升,几乎涵盖了所有的重要农作物。
现有技术中虽然有含潮霉素抗性基因的转基因玉米,但没有含潮霉素抗性基因的转基因玉米的严谨筛选方法,无法准确筛选。
发明内容
针对上述存在的技术不足,本发明的目的是提供一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,以解决背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明提供一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,包括如下步骤:
S1、将转基因玉米种子消毒后放到含有潮霉素的MS培养基上,待种子发芽出苗后,初步判断在潮霉素培养基上长出的玉米苗具有潮霉素抗性;
S2、将获得的在含潮霉素培养基上长出的玉米苗移栽到装有营养土的培养盆中,定期浇水,待玉米苗长到3叶1心时用300mg/L潮霉素涂抹玉米叶片,如果涂抹潮霉素的玉米叶片在1~2d后未长出黄斑,则可进一步判断该玉米植株是含潮霉素的转基因玉米;如果涂抹潮霉素的玉米叶片在1~2d后长出黄斑,则可判断该玉米植株不是含潮霉素的转基因玉米;
S3、将涂抹潮霉素2天后未长出黄斑的玉米植株的叶片剪下1片,采用CTAB法提取玉米叶片基因组DNA,并使用潮霉素抗性基因HPT引物进行PCR扩增检测,如果能从该叶片的基因组DNA中扩增获得潮霉素抗性基因片段,则可确定该玉米植株是含有含潮霉素抗性标记基因HPT的转基因玉米植株;
本发明的培养基配制方法如下:500mL去离子水中加入50mL大量元素母液(1L去离子水加入33gNH4NO3,38g KNO3,3.4g KH2PO4,7.4g MgSO4·7H2O,8.8g CaCl2·2H2O),10mL微量元素母液(1L去离子水加入2230mg MnSO4·4H2O,860mg ZnSO4·7H2O,620mg H3BO4,83mgKI,25mg Na2MnO4·2H2O,2.5mg CuSO4·5H2O,2.5mg CoCl2·6H2O),10mL有机物母液(1L去离子水加入40mg硫胺素,50mg吡哆醇,50mg尼克酸),10mL硫酸亚铁母液(1L去离子水加入2785mg FeSO4·7H2O,3725mg Na2EDTA),40g蔗糖,溶解后用去离子水定容至1L,用2mol/LNaOH调节pH至6.0,加入8g琼脂粉,121℃高压蒸汽灭菌20min,摇匀后倒入灭菌培养皿。
优选地,所述步骤S1中,所述的MS培养基中潮霉素的含量为300mg/L。
优选地,所述步骤S1中,玉米种子用2%次氯酸钠消毒。
优选地,将所述步骤S1获得的玉米苗用流水冲掉根系上的培养基。
本发明的有益效果在于:
本发明解决了无法准确筛选具有潮霉素抗性基因转基因玉米阳性植株的缺陷;
本发明提供了一种有效、准确的含潮霉素抗性基因的转基因玉米的筛选方法;
本发明的“三环”筛选方法可准确筛选出具有潮霉素抗性基因HPT的转基因玉米,避免了筛选时出现假阳性转基因玉米植株,造成后续的工作量加大。
附图说明
图1为本发明提供的实施例一的电泳结果图;
图2为本发明提供的实施例二的电泳结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
利用花粉管通道法将带有潮霉素抗性基因的pRNAi-ZmHAK1 RNA干扰载体转入玉米自交系中,获得的玉米种子利用“三环”筛选法进行筛选。配制含300mg/L潮霉素的培养基,本发明的培养基配制方法如下:500mL去离子水中加入50mL大量元素母液(1L去离子水加入33g NH4NO3,38g KNO3,3.4g KH2PO4,7.4g MgSO4·7H2O,8.8g CaCl2·2H2O),10mL微量元素母液(1L去离子水加入2230mg MnSO4·4H2O,860mg ZnSO4·7H2O,620mg H3BO4,83mgKI,25mg Na2MnO4·2H2O,2.5mg CuSO4·5H2O,2.5mg CoCl2·6H2O),10mL有机物母液(1L去离子水加入40mg硫胺素,50mg吡哆醇,50mg尼克酸),10mL硫酸亚铁母液(1L去离子水加入2785mg FeSO4·7H2O,3725mg Na2EDTA),40g蔗糖,溶解后用去离子水定容至1L,用2mol/LNaOH调节pH至6.0,加入8g琼脂粉,121℃高压蒸汽灭菌20min,摇匀后倒入灭菌培养皿。
将玉米种子用2%次氯酸钠消毒后,用无菌镊子将玉米种子放到培养基上,用透气膜封好培养瓶口,用黑色塑料布把培养瓶罩好避光后放到光照培养箱中进行培养。待玉米种子发芽后揭掉照在培养瓶上的黑色塑料布,待玉米苗长出一个叶片后将玉米苗从培养瓶中移出,用流水冲掉根系上的培养基;将获得的在含潮霉素培养基上长出的玉米苗移栽到装有营养土的培养盆中,定期浇水,待玉米苗长到3叶1心时用300mg/L潮霉素涂抹玉米叶片,如果涂抹潮霉素的玉米叶片在1~2d后未长出黄斑,则可进一步判断该玉米植株是含潮霉素的转基因玉米;如果涂抹潮霉素的玉米叶片在1~2d后长出黄斑,则可判断该玉米植株不是含潮霉素的转基因玉米;将涂抹潮霉素2天后未长出黄斑的玉米植株进行编号,将其叶片剪下1片,采用CTAB法提取玉米叶片基因组DNA,并使用潮霉素抗性基因HPT引物进行PCR扩增检测,如果能从该叶片的基因组DNA中扩增获得潮霉素抗性基因片段,则可确定该玉米植株是含有潮霉素抗性标记基因HPT的转基因玉米植株。
本实施转基因玉米DNA的PCR检测:
采用CTAB法提取涂抹潮霉素后未长出黄斑的玉米叶片基因组DNA,利用潮霉素抗性基因引物对提取的基因组DNA进行PCR扩增。根据NCBI中查到的潮霉素抗性基因(HPT)设计引物进行PCR检测:
引物名称 引物序列
HPT-F 5’CGCGGATCCATGAAAAAGCCTGAA3’
HPT-R 5’CCCAAGCTTTCTATTTCTTTGCCCTC3’
其电泳结果如下,参考图1:
1:2000bp Marker;
2-7,9:T0代转基因阳性玉米叶片PCR产物有潮霉素基因片段;
8:T0代转基因阴性玉米叶片PCR产物无潮霉素基因片段。
实施例二:
利用花粉管通道法将带有潮霉素抗性基因的PZmHAK1:GUS载体转入玉米吉单27父本自交系中,获得的玉米种子利用“三环”筛选法进行筛选。配制含300mg/L潮霉素的培养基,本发明的培养基配制方法如下:500mL去离子水中加入50mL大量元素母液(1L去离子水加入33g NH4NO3,38g KNO3,3.4g KH2PO4,7.4g MgSO4·7H2O,8.8g CaCl2·2H2O),10mL微量元素母液(1L去离子水加入2230mg MnSO4·4H2O,860mg ZnSO4·7H2O,620mg H3BO4,83mgKI,25mg Na2MnO4·2H2O,2.5mg CuSO4·5H2O,2.5mg CoCl2·6H2O),10mL有机物母液(1L去离子水加入40mg硫胺素,50mg吡哆醇,50mg尼克酸),10mL硫酸亚铁母液(1L去离子水加入2785mg FeSO4·7H2O,3725mg Na2EDTA),40g蔗糖,溶解后用去离子水定容至1L,用2mol/LNaOH调节pH至6.0,加入8g琼脂粉,121℃高压蒸汽灭菌20min,摇匀后倒入灭菌培养皿。
将玉米种子用2%次氯酸钠消毒后,用无菌镊子将玉米种子放到培养基上,用透气膜封好培养瓶口,用黑色塑料布把培养瓶罩好避光后放到光照培养箱中进行培养。待玉米种子发芽后揭掉照在培养瓶上的黑色塑料布,待玉米苗长出一个叶片后将玉米苗从培养瓶中移出,用流水冲掉根系上的培养基;将获得的在含潮霉素培养基上长出的玉米苗移栽到装有营养土的培养盆中,定期浇水,待玉米苗长到3叶1心时用一定浓度潮霉素涂抹玉米叶片,1-2d后,观察玉米叶片的变化。如果涂抹潮霉素的玉米叶片未长出黄斑,则可进一步判断该玉米植株是含潮霉素的转基因玉米;如果涂抹潮霉素的玉米叶片长出黄斑,则可判断该玉米植株不是含潮霉素的转基因玉米;将涂抹潮霉素2天后未长出黄斑的玉米植株使用潮霉素抗性基因HPT引物进行PCR扩增检测,如果能从该叶片的基因组DNA中扩增获得潮霉素抗性基因片段,则可确定该玉米植株是含有潮霉素抗性标记基因HPT的转基因玉米植株。具体方法是剪下涂抹潮霉素2天后未长出黄斑的玉米植株叶片,采用CTAB法提取玉米叶片全基因组DNA,以全基因组DNA为模板,利用下表中的上游引物HPT-F和下游引物HPT-R对其进行扩增,扩增结果如下所示:
引物名称 引物序列
HPT-F 5'-CGCGGATCCATGAAAAAGCCTGAA-3'
HPT-R 5'-CCCAAGCTTTCTATTTCTTTGCCCTC-3'
本实施例的带潮霉素HPT基因转基因玉米的PCR检测,参考图2的电泳结果:
1:2000bp Marker;
2-4,6-7:T0代转基因阳性玉米叶片PCR产物有潮霉素基因片段;
5:T0代转基因阴性玉米叶片PCR产物无潮霉素基因片段。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将转基因玉米种子消毒后放到含有潮霉素的MS培养基上,待种子发芽出苗后,初步判断在潮霉素培养基上长出的玉米苗具有潮霉素抗性;
S2、将获得的在含潮霉素培养基上长出的玉米苗移栽到装有营养土的培养盆中,定期浇水,待玉米苗长到3叶1心时用300mg/L潮霉素涂抹玉米叶片,如果涂抹潮霉素的玉米叶片在1~2d后未长出黄斑,则可进一步判断该玉米植株是含潮霉素的转基因玉米;如果涂抹潮霉素的玉米叶片在1~2d后长出黄斑,则可判断该玉米植株不是含潮霉素的转基因玉米;
S3、将涂抹潮霉素2天后未长出黄斑的玉米植株的叶片剪下1片,采用CTAB法提取玉米叶片基因组DNA,并使用潮霉素抗性基因HPT引物进行PCR扩增检测,如果能从该叶片的基因组DNA中扩增获得潮霉素抗性基因片段,则可确定该玉米植株是含有含潮霉素抗性标记基因HPT的转基因玉米植株。
2.如权利要求1所述的一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述的MS培养基中潮霉素的含量为300mg/L。
3.如权利要求1所述的一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,其特征在于,所述步骤S1中,玉米种子用2%次氯酸钠消毒。
4.如权利要求1所述的一种含潮霉素抗性基因的转基因玉米的三环筛选方法,其特征在于,将所述步骤S1获得的玉米苗用流水冲掉根系上的培养基。
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