轉基因蘆竹修復水環境磷污染的研究

《轉基因蘆竹修復水環境磷污染的研究》是依託湖州師範學院，由楊志紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：轉基因蘆竹修復水環境磷污染的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊志紅
• 依託單位：湖州師範學院

項目摘要

本研究選用優良水陸兩生植物蘆竹作為外植體，通過轉入聚磷激酶基因(PPK)得到轉基因蘆竹修復水體富營養化污染。轉基因蘆竹治理污染時將磷大量富集於體內，從而把水體中磷的含量降低到合理水平。磷是水體富營養化限制因子，磷的治理將使水體富營養化問題得到解決。研究首先從大腸桿菌（E.coil） DH5α中克隆PPK 基因，轉入農桿菌LBA 4404後，在進一步完善蘆竹組培體系的基礎上進行轉基因工作。轉基因過程中，對影響蘆竹轉基因的關鍵因子蘆竹外植體的預培養時間、農桿菌侵染時間、共培養時間等進行研究，最終得到轉 PPK 基因蘆竹。轉基因蘆竹經過鑑定、篩選及磷富集實驗後，穩定高效表達的轉基因植株將進行富營養化水體磷污染修復。項目實施不但對磷污染起到治理作用，而且對其它污染物的去除將起到很好的借鑑和推動作用。

結題摘要

項目整體進展符合預期，完成了項目計畫書規定內容，取得了如下成果。①建立了蘆竹離體再生體系：以南太湖優良實生蘆竹為材料，進行蘆竹組培體系的建立。通過在不同生長時期及不同生長部位取材，實驗得出蘆竹組培最適外植體為腋芽組織。以腋芽為外植體、MS為基本培養基，分別研究了6-BA和IBA、NAA及2,4-D等不同濃度及組合對離體再生的影響。結果顯示BA 5 mg/L﹢IBA 0.5 mg/L為誘導芽叢再生最佳激素組合。5.0 mg/L 2,4-D可以誘導胚性愈傷組織再生。胚性愈傷組織在繼代培養後，通過在芽叢誘導培養基上誘導，可以再生蘆竹植株。通過以上研究工作，順利完成了蘆竹無菌離體培養最適外植體、培養基和植物生長調節物質的篩選與確定。在蘆竹離體再生體系初步建立的基礎上，進一步研究了蘆竹組培芽體生根、壯苗、馴化及移栽，得到了組培苗生根的最佳激素，以及壯苗、馴化和移栽等方面的最佳條件。研究工作順利完成了蘆竹離體培養細胞高效再生蘆竹體系的研究。②建立了農桿菌介導的蘆竹轉基因體系：農桿菌介導的蘆竹轉基因過程中各種影響因子的研究，包括最適篩選抗生素、抑菌抗生素、轉化促進劑乙醯丁香酮及滲透劑的最佳使用濃度、預培養、浸染、共培養、前培養等條件的篩選與確定。順利完成了農桿菌介導的蘆竹轉基因過程中各種影響因子的研究，建立了蘆竹轉基因體系。③高效富磷轉基因蘆竹的獲得及水體污染修復：通過對細菌、真菌菌株的篩選及基因克隆條件的研究，本項目從大腸桿菌株系 DH-5α中成功克隆得到富集磷（PPK）基因。通過對pCAMBIA 1302載體序列的研究，在合適的位點將PPK基因插入載體上，經過鑑定，序列符合預期設計。成功構建了pCAMBIA 1302-PPK植物表達載體。蘆竹為單子葉植物，轉基因過程較難。本研究綜合分析前期各影響因子，通過對過程條件的不斷調整和研究，最終獲得了轉基因植株。通過在抗性培養基上篩選與鑑定，轉基因蘆竹得到確認。從太湖支流苕溪河下游取水樣，對富營養化狀態進行確認後在實驗室水箱中進行了蘆竹對於富營養化關鍵因子磷的污染修復及對藍藻和水體細菌、真菌以及放線菌生長的影響研究。結果表明，蘆竹對富營養化磷污染能夠起到一定的修復，並且能夠影響到水體微生物。轉化子顯著增強了8.5%磷污染修復能力，修復研究取得預期成果。④ 目前為止已經順利申請發明專利2項，獲得其它專利2項。⑤ 在國內外發表了多篇論文。