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本论文研究了来源于紫穗槐的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)基因和4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)基因对转基因烟草中纤维素及木质素合成的影响,从而为利用基因工程手段培育低木质素含量、高纤维素含量的植物新品种,解决造纸制浆过程中因降解木质素造成的环境污染问题提供理论指导及技术支持。
论文首先应用PCR及酶切方法,将从紫穗槐中克隆的UGPase及反义4CL基因连接到质粒pBI121上,构建了单基因植物表达载体pBU、pBa4CL及双价基因植物表达载体pBU-a4CL,用冻融法将3个载体分别转化进根癌农杆菌LBA4404中。
在此基础上,用根癌农杆菌介导法进行了烟草转化,获得了大量抗性植株。PCR和Southern杂交检测证实,UGPase和反义4CL单价及双价基因己分别整合到烟草基因组中。转基因植株的纤维素和木质素含量测定结果显示,转UGPase基因烟草的纤维素含量增加了2.4~6.3﹪,但木质素含量没有变化;转反义4CL基因烟草的木质素含量降低了29.6~41.2﹪,纤维素含量没有变化;转双价基因的烟草植株中纤维素含量增加了3.4~6.8﹪,木质素含量降低了28.1~42.8﹪。
另外,本论文还对转基因植株的细胞壁厚度及茎杆颜色进行了观测,结果表明,转UGPase基因植株的细胞壁厚度比对照有所增加;转4CL反义基因植株的茎杆呈现出褐色条带,而对照为乳白色。初步说明植株中纤维素及木质素含量的变化可以在组织及细胞水平有所体现,此结果为转基因植株的鉴定提供了参考方法。