新疆是我国种植天然彩色棉最多的地区，具有发展棉花生产得天独厚的水、土、光、热资源条件，是国家优质棉基地。而目前彩色棉花发展遇到的一个问题是色泽单一，已经通过审核并应用生产的只有绿色和棕色2种。在花色改良方面，花色素苷合成途径中的相关基因研究的比较充分，由于近年来植物基因工程的应用蓬勃发展，因而可以通过关基因工程的办法改良彩色棉花。根据实验室已经保存的4个花色素苷生物合成途径中的基因，验证其在花色改良方面的功能，为最终能够应用于改良彩色棉花奠定基础。本研究将目的基因分别构建到含有卡那霉素抗性基因的植物表达载体pCAMBIA2300-OCS以及除草剂抗性基因的植物表达载体pCAMBIA3301-OCS中，然后通过遗传转化烟草获得转基因植株，最后通过GUS染色检测，研究内容如下：
1.含有卡那霉素抗性基因的植物表达载体的构建对目的基因所在的克隆载体pGEAM-F3’H、pGEAM-F3’5’H以及植物表达载体pCAMBIA2300-OCS进行BamHⅠ-SalⅠ双酶切，将目的基因片段和载体大片段分别进行连接，得到了植物表达载体pCAMBIA2300-F3’H和pCAMBIA2300-F3’5’H。对目的基因所在的克隆载体pMD19-phDFR2、pMD19-phDFR3以及pCAMBIA2300FT-GFP进行kpnⅠ-XbalⅠ双酶切，将目的基因片段和载体大片段分别进行连接，得到了植物表达载体pCAMBIA2300-PhDFR2-GFP和pCAMBIA2300-PhDFR3-GFP。
2.含有除草剂抗性基因的植物表达载体的构建
含有除草剂抗性基因的植物表达载体pCAMBIA3301不仅具有除草剂抗性、还有GUS标记基因。对2300F3’H和3301-OCS进行EcoRⅠ-PSTⅠ双酶切，胶回收，连接后得到了pCAMBIA3301F3’H。对pCAMBIA3301-和2300PhDFR3-GFP进行EcoRⅠ-PstⅠ双酶切，胶回收，将目的基因片段和载体大片段进行连接，得到了pCAMBIA3301-PhDFR3-GFP。对pCAMBIA3301-PhDFR3-GFP和pCAMBIA2300-PhDFR2-GFP进行EcoRⅠ-Xbal的双酶切，胶回收，将目的基因片段和载体大片段进行连接，得到了pCAMBIA3301-PhDFR2-GFP。
3.农杆菌介导的遗传转化以及GUS染色
我们选择了3种植物表达载体，pCAMBIA3301F3’H、pCAMBIA3301-PhDFR2-GFP和pCAMBIA3301-PhDFR3-GFP，利用农杆菌GV3101介导的方法对烟草遗传转化，最后获得了转基因烟草。而转基因植物的GUS染色结果进一步证明了本研究所构建载体的正确性和实用性。本研究成功构建了不同筛选标记的植物表达载体，为适合不同筛选剂的植物转化提供极大的便利。为进一步验证目的基因在控制花色调控以及通过基因工程开展花色修饰方面都奠定了基础。GUS筛选基因和除草剂抗性基因不仅方便了筛选工作而且有利于农业生产，为构建其他基因超表达载体提供了极大便利，为植物基因工程科研工作提供了一个较好的备选植物表达载体。