低能离子束介导家蚕转基因的物理机制研究

家蚕个体转基因操作困难、效率低。离子束介导转基因技术已经在植物中得到成功运用，但其转移机理研究显得滞后。本项目利用低能离子束技术结合昆虫PiggyBac转座子系统介导报告基因绿色荧光蛋白GFP转移到家蚕卵中，研究低能离子束介导家蚕转基因的基本原理，阐明离子束注入家蚕卵介导外源基因转移途径的物理机制，明确不同离子能量、剂量等参数对家蚕转基因效率的影响，创建低能离子束介导家蚕转基因的高效技术体系。本项目是低能离子束技术首次在家蚕转基因学科领域的应用，其研究结果有望解决长期以来家蚕转基因操作困难、效率低和成本高的难题，将为低能离子束在动物转基因领域的应用提供依据，同时也为创建家蚕种质资源和家蚕基因功能的鉴定打下基础。

家蚕个体转基因操作困难、效率低。离子束介导转基因技术已经在植物中得到成功运用，但其转移机理研究显得滞后。本项目利用低能离子束技术结合昆虫PiggyBac 转座子系统介导报告基因绿色荧光蛋白GFP 转移到家蚕卵中，确定了低能氩离子束介导家蚕转基因的合适的能量、剂量范围为：束流600-800µA、能量25keV、剂量800× 2.6 ×1015 ions/cm2；通过PCR法、反向PCR法以及SOUTHORN 法鉴定了目的基因转化个体，检测了建立的转基因体系的转移效率为32%，并且可以稳定遗传，创建了低能离子束介导家蚕转基因的高效技术体系。初步阐明了离子束介导外源基因转移入蚕卵的物理机制：低能离子对蚕卵刻蚀后形成微通道，携带gfp的转座载体是经由离子刻蚀形成的微孔道，在吸胀和离子共同作用下进入蚕卵，这一结论进一步支持了“三因子假说”。研究结果在核心以上期刊发表文章7篇，其中SCI收录4篇，申请发明专利1项，培养研究生6名。本项目是低能离子束技术首次在家蚕转基因学科领域的应用，其研究结果有望解决长期以来家蚕转基因操作困难、效率低和成本高的难题，将为低能离子束在动物转基因领域的应用提供依据，同时也为创建家蚕种质资源和家蚕基因功能的鉴定打下基础。