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玉米是动物饲料的主要原料,但玉米籽粒中高活性的α-生育酚含量较低,而且玉米籽粒中的磷主要是以有机磷—植酸磷的形式存在,单胃动物不能有效吸收利用。因此,饲料中需要添加合成的DL-α-生育酚醋酸酯和无机磷或者微生物来源的植酸酶来满足动物生长发育的需要,这使得饲料成本大大增加,而且未被消化的植酸磷还会随动物粪便排出体外造成磷污染。为此,本研究构建了多基因串联表达载体,利用农杆菌侵染法转化玉米,获得了维生素E含量和植酸酶酶活均提高、且具有草铵膦抗性的转基因玉米材料,并对转基因玉米的分子特征、农艺性状以及籽粒营养成分等进行了分析。主要结果如下:1、构建了含有多基因表达盒的表达载体pCAMBIA3301ZTAO和pCAMBIA3301ZTGHAO,载体pCAMBIA3301ZTAO含有胚特异性启动子13387驱动、Glb1终止子终止的玉米γ-生育酚甲基转移酶基因ZmTMT表达盒,胚乳特异性启动子123387驱动、LEG1终止子终止的植酸酶基因AO表达盒和组成型启动子CaMV35S驱动、CaMV35S polyA终止子终止的草铵膦抗性基因Bar表达盒三个表达盒;载体pCAMBIA3301ZTGHAO含有上述三个表达盒和胚特异启动子2941驱动、NOS终止子终止的大豆尿黑酸植基转移酶基因Gm HPT表达盒共四个表达盒。采用农杆菌侵染的方法侵染玉米幼胚,获得了具有草铵膦抗性的转基因玉米ZTAO和ZTGHAO转化体。ZTAO转化体有2个转化事件;ZTGHAO有4个转化事件。ZTAO和ZTGHAO的转基因植株与自交系郑58/昌7-2杂交获得F1,然后郑58/昌7-2再回交5代,自交2代获得BC5F3。2、Southern blot初步推断ZTAO-1#和ZTGHAO-1#的外源插入均为1个拷贝;ZTAO-1#和ZTGHAO-1#的5’端和3’端侧翼序列均已分析清楚:ZTAO-1#插入位点为>chromosome:AGPv4:8:8179701353,处于基因间隔区,插入导致外源序列和基因组序列分别缺失93 bp和131bp;ZTGHAO-1#的插入位点为>chromosome:AGPv4:7:6967877,处于基因间隔区,插入导致外源序列和基因组序列分别缺失258 bp和18 bp;缺失未对基因表达产生影响;RT-PCR和Western blot实验结果显示,ZmTMT,AO,GmHPT,Bar基因在转录水平和蛋白水平的表达量均显著高于对照材料。3、ZTAO、ZTGHAO转基因玉米籽粒中90%以上的γ-生育酚转化成α-生育酚,其中ZTAO-1#,2#的α-生育酚含量分别为51.58 mg/kg和66.18 mg/kg,是对照的4.9倍和6.3倍,ZTGHAO-1#、2#、3#、4#的α-生育酚含量分别达到54.91 mg/kg、52.32 mg/kg、44.73 mg/kg和37.54 mg/kg,是对照的5.4倍、5.17倍、4.42倍和3.6倍。ZTGHAO-1#,2#,3#,4#籽粒中维生素E总量达到101.03 mg/kg,96.99 mg/kg,86.24 mg/kg和66.07 mg/kg,是对照的1.37倍、1.31倍、1.17倍和1.09倍。4、ZTAO-1#,2#籽粒中植酸酶酶活分别为10884.74 U/kg和12864.53 U/kg;ZTGHAO-1#,2#,3#,4#籽粒中植酸酶酶活分别达到9104.70 U/kg,10412.16 U/kg,14509.70 U/kg和15549.37U/kg。5、ZTAO-1#籽粒中主要营养成分——18种氨基酸、粗脂肪、粗蛋白、干物质、钙与对照相比未发生显著变化,ZTAO-2#和ZTGHAO-1#,2#,3#籽粒中的氨基酸和粗蛋白含量总体稍高于对照,但未产生任何不利影响;ZTAO和ZTGHAO植株的农艺性状,包括株高、穗位、穗行数、行粒数、轴粗、穗长等与对照相比也未发生显著变化;ZTAO和ZTGHAO的籽粒萌发率和花粉活性均与对照无显著差异。综上所述,本研究获得的ZTAO和ZTGHAO转基因株系,在增加了α-生育酚含量、提高了植酸酶酶活、具有草铵膦抗性的同时,未对玉米本身的农艺性状、种子萌发率和营养成分产生不利影响,将来可以用作玉米杂交种的开发应用,降低饲料成本,提高磷的利用率,减少环境污染。