文献类型： 获奖成果

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获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 棉花;新疆;物资;克隆;鉴定;功能基因;资源;生物资源;功;克隆鉴定;花;功能;研究;基因克隆;基因;应用研究;生物

第一完成单位： 新疆农业科学院经济作物研究所

获奖时间： 2015

摘要： 一、课题来源与背景 项目组在《转基因棉花新品种培育》、《拟步甲昆虫抗冻蛋白转基因棉花的研究》、《荒漠昆虫抗冻蛋白基因转化棉花的研究》、《盐穗木耐盐相关基因筛选及高效遗传转化棉花的研究》等项目支持下，针对新疆棉花生产中的低温、干旱、盐碱及次生盐碱危害关键制约因素，为提高棉花自身抵御逆境的能力，项目利用生物工程技术来提高棉花抗逆性比较差的问题。研究课题组开展从功能基因筛选克隆到外源功能基因在棉花上的遗传的研究，最终获得一批具有较高科研、经济价值的抗逆基因并创制出一批具有较强抗逆性强的转基因棉花资源。 二、技术原理及性能指标 2.1 技术原理 1）功能基因筛选克隆：利用新疆特有生物资源，构建植物文库或cDNA文库，利用同源克隆、RACE等技术对抗逆基因进行筛选克隆，利用烟草、拟南芥遗传体系进行基因的超表达或敲出研究，验证新基因的抗逆功能。 2）外源基因遗传转化；通过利用构建农杆菌介导转化体系，对棉花进行外源功能基因的遗传转化。 2.2性能指标 获得具有抗旱、耐盐碱及耐低温性的功能基因，同时，通过外源转化技术创制出具有抗旱、耐盐碱、耐低温能力强的转基因棉花种质资源。 三、技术的创造性与先进性； 3.1技术的创造性 1.利用新疆特有生物资源克隆筛选出抗旱、耐盐碱、耐低温的功能基因12个，并获得了其中两个基因的启动子。获得功能基因均具有自主知识产权，并全部获得基因登录号。功能基因如下： （1）HcNHX1基因（ Na+/H+反向运输载体基因）（GenBank No：GU188850）； （2）液泡膜氢离子焦磷酸酶基因（Hcvp1）（GenBank No：EF471358）； （3）液泡膜氢离子ATP酶基因B亚基（HcVHA-B）（GenBank No：EF471357）； （4）ThLea基因（晚期胚胎发育丰富蛋白基因）（GenBank No：ABG54481）； （5）ThMnSOD基因（Mn-过氧化物歧化酶基因）（GenBank No：AY573576）； （6）TaMT基因（白花柽柳类金属硫蛋白基因）（GenBank No：AB298390）； （7）EsDREB转录因子基因（GenBank No：HQ687367） （8）ScALDH21基因（乙醛脱氢酶基因）（GenBank No：GQ245974）； （9）ScTRn基因（脱水素相关基因）（GenBank No：AB298390）； （10）MvNHX1（液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因），（Genbank登录号为EU375310）；（11）MvP5CS（脯氨酸合成酶）（Genbank登录号为EU371644）；（12）MvDREB（编码转录因子）Genbank登录号为GU073286。 （二）基因启动子 MvP5CS基因启动子：Mvp5cs；MvDREB1基因启动子：Mvdred1。 2.内参分子筛选、遗传转化、转基因后代材料快速鉴定关键技术和方法 通过多年系统研究在内参分子筛选、遗传转化、转基因后代快速鉴定的关键技术和方法上获得突破性的进展。这些技术将为抗旱分子理论研究提供可靠的技术手段、外源基因的转化，转基因后代的检测快速、高效方法。 ⑴内参分子筛选关键技术和方法的创新 建立完善”新疆特有抗旱生物资源准格尔无叶豆实时荧光定量PCR内参分子筛选方法“。 ⑵棉花的农杆菌介导的再生转化体系建立 本研究分别建立了农杆菌介导的陆地棉和海岛棉再生转化体系，其中海岛棉花再生转化体系已申请专利，该体系的建立为准确、快速得到转基因棉花材料提供技术保障。 海岛棉再生体系构建—建立以海岛棉品种（系）新海16号、新海20号、K-222的脓杆菌介导的再生转化体系。 陆地棉再生体系构建—建立以新陆早1号、新陆早17号、新陆早33号、新陆早36号、新陆中35号等品种的农杆菌介导的再生转化体系。 ⑶耐低温转基因后代快速鉴定方法的创新 本研究根据耐低温转基因棉花的特点，为提高检测效率和准确性，对耐低温转基因材料进行田间筛选过程中，开创性的利用生物反应器对耐低温转基因棉花进行测定，极大提高筛选效率、准确性、稳定性。 3.获得耐低温转基因新种质43份，耐盐碱转基因新种质57份，抗旱转基因新种质48份。 3.2 技术先进性 该项目经过新疆维吾尔自治区科学技术厅鉴定委员会专家鉴定为国内领先水平。 四、技术的成熟程度，适用范围和安全性； 项目技术成熟，对推动学科或行业科技进步具有重要的作用，成果适用于棉花抗逆分子育种及其他作物的抗逆分子育种工作。成果安全性高 五、应用情况及存在的问题； 5.1成果已应用情况及前景预测 该项目对筛选出的具有自主知识产权的功能基因，开展了棉花遗传转化研究，获得一批具有极高育种价值的耐低温、抗旱、耐盐碱的抗逆转基因棉花种质资源148份。为棉花分子育种奠定种质资源基础。 5.2存在问题：针对部分棉花外源基因转化后，如何进一步改善农艺性状，以促进转基因棉花新品种的培育