轉(zhuǎn)AhBADH、PsCAT基因煙草和楊樹(shù)的獲得及其抗性分析.pdf

1、植物生長(zhǎng)發(fā)育經(jīng)常遇到的逆境以干旱、鹽堿等最為嚴(yán)重，而干旱、鹽堿脅迫通常伴隨著強(qiáng)烈的光照，在干旱強(qiáng)光等逆境脅迫下會(huì)導(dǎo)致植物的滲透脅迫和氧化脅迫傷害，使葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞，以致光合作用大大降低。如果通過(guò)基因工程的手段將合成甜菜堿的關(guān)鍵酶基因和參與清除活性氧中過(guò)氧化氫的過(guò)氧化氫酶基因共同導(dǎo)入植物，發(fā)揮抗氧化、滲透調(diào)節(jié)和保護(hù)光合中心大分子蛋白質(zhì)功能，將能有效的提高植物抗旱、抗高光強(qiáng)和耐鹽等抗逆能力。因此，本研究將甜菜堿醛脫氫酶基因和過(guò)氧

2、化氫酶基因轉(zhuǎn)入煙草和楊樹(shù)。轉(zhuǎn)基因植物的獲得也可為探討植物抗逆的生理和分子機(jī)制以及具有高抗逆性狀的轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)的實(shí)際應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 1．將來(lái)自豌豆的過(guò)氧化氫酶基因PSCAT與葉綠體RuBP羧化酶小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)肽(rbcS-3)基因(Tr)的融合基因與來(lái)自山菠菜的甜菜堿醛脫氫酶基因AhBADH基因構(gòu)建在同一個(gè)表達(dá)載體中，并且使其分別具有獨(dú)立的表達(dá)框，然后利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉圓盤(pán)轉(zhuǎn)化法將這兩個(gè)基因?qū)霟煵莺蜅?/p>

3、樹(shù)，并利用葉綠體RuBP羧化酶小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)肽的作用使過(guò)氧化氫酶特異表達(dá)在葉綠體中。在含有抗生素的培養(yǎng)基上篩選獲得單轉(zhuǎn)AhBADH草和楊樹(shù)、單轉(zhuǎn)PSCAT煙草和楊樹(shù)以及同時(shí)轉(zhuǎn)這兩個(gè)基因的煙草和楊樹(shù)各30多個(gè)株系，并對(duì)其進(jìn)行了分子生物學(xué)的鑒定和生理指標(biāo)的檢測(cè)。 2．PCR、Northern blot、植株總蛋白Western blot和葉綠體蛋白Western blot結(jié)果表明，目的基因已經(jīng)整合到煙草和楊樹(shù)的基因組中，并能正常表達(dá)，且

4、在葉綠體rbcS-3轉(zhuǎn)運(yùn)肽的作用下能定向進(jìn)入葉綠體中。 3．在20％PEG6000模擬干旱條件下，不同轉(zhuǎn)基因的植株(包括單轉(zhuǎn)AhBADH的煙草和楊樹(shù)，單轉(zhuǎn)PSCAT的煙草和楊樹(shù)，以及同時(shí)轉(zhuǎn)這兩種基因的煙草和楊樹(shù))的質(zhì)膜損傷程度、葉綠素降解程度和PS II的損傷程度都小于野生型，表明轉(zhuǎn)AhBADH和PSCAT提高了植物的抗旱性。另外，結(jié)果表明同時(shí)轉(zhuǎn)AhBADH和PSCAT植株的抗旱性要高于單轉(zhuǎn)AhBADH和單轉(zhuǎn)PSCAT的植株。

5、 4．用不同濃度百草枯處理模擬氧化脅迫，結(jié)果表明不同轉(zhuǎn)基因植株的抗氧化性高于野生型植株的抗氧化性，且轉(zhuǎn)雙價(jià)基因植株的抗氧化性高于單轉(zhuǎn)AhBADH和單轉(zhuǎn)PSCAT的植株。 5．經(jīng)200 mM NaCl和高溫/低溫脅迫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同轉(zhuǎn)基因植株的抗逆能力均高于野生型植株，且轉(zhuǎn)雙價(jià)基因的植株高于單轉(zhuǎn)AhBADH和單轉(zhuǎn)PSCAT的植株。 總之，轉(zhuǎn)．AhBADH和轉(zhuǎn)PSCAT提高了轉(zhuǎn)基因植株的抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)能力，從而提