用基因沉默技术创新特异性罂粟种质研究

罂粟植物中含有多种生物碱，在临床医学上具有重要的价值，但易成瘾，也是制造毒品的原料之一。本项目拟采用基因沉默技术，通过研究罂粟bbe、cor基因、cDNA和MAR，通过对bbe和cor基因和cDNA序列比较和保守序列分析，研究构建bbe基因cDNA、cor基因cDNA或bbe和cor融合基因反向重复RNAi载体，研究构建CaMV35S启动子驱动的不同基因（或融合基因）反向重复序列定点整合RNAi载体；研究罂粟遗传转化方法，转化罂粟品系，实现对靶标基因表达的抑制，培育出低吗啡、高蒂巴因不成瘾的特异性生物碱含量的专用型罂粟种质材料和品系，其研究对于扩大新型药源，提高罂粟利用价值将具有重要的理论和实践意义。

罂粟（Papaver sumniferum L.）是重要的药源植物，含有100多种生物碱，大都属于苄基异喹啉类生物碱，已分离的生物碱就有20多种，其中吗啡（Morphine）含量最多。吗啡具有很强的镇痛作用，一般作为强力止痛药在临床上应用，但易使受药者产生耐受性和成瘾性。罂粟植物中所特有的蒂巴因（Thebaine）、那可丁（Nacotion）、网状番荔枝碱（Reticuline）等生物碱具有更为重要的医用价值，可制成阿片样拮抗剂、不成瘾的强力镇痛剂、抗血栓剂、抗疟疾药、抗癌药和抗病毒药物，因此罂粟成为一种生物碱制药的最重要的可利用的新资源。国外一些罂粟生产国（如澳大利亚、印度和加拿大等）都非常重视开发具有特殊生物碱含量的罂粟种质，并有专用型品种育成和利用。而我国罂粟生产受到严格控制，种质资源发掘和利用相对滞后，专用型品种的选育还是空白。.本项目采用简单重复序列区间（ISSR）扩增多态性分子标记技术对中国12份罂粟种质资源进行遗传多样性分析，结果表明，不同罂粟材料间的遗传相似系数在-0.45～0.98之间，明显聚为2个类群。采用根尖压片法，对来自中国5个省（市）的10个罂粟材料染色体数进行了核型分析，结果表明，不同地区来源的罂粟材料可分为两个亚型，染色体倍性均为二倍体，染色体数为2n = 2X = 22，染色体相对长度组成（IRL）均为2L + 3M2 + 5M1 + 1S，表现出种内的一致性。对吗啡合成代谢关键酶基因进行克隆并构建了调控吗啡合成代谢途径的RNAi载体；比较了罂粟种质遗传转化系统方法，采用草丁膦筛选结合分子检测，对种植花粉管通道转化法获得的T1代植株进行鉴定，筛选出12个目标基因植株；采用HPLC技术测定转基因株系的吗啡和蒂巴因含量，从中选出一个不含吗啡、蒂巴因含量2.56％的株系；对专用蒂巴因罂粟资源的需肥规律进行了初步研究，从产量角度分析，N是首要的，其次是P、K，同时N是产量的限制因子。