利用海藻糖代謝培育抗逆植物的基因工程研究.pdf

1、非生物脅迫，尤其是高鹽，低溫，干旱是引起全球農(nóng)作物產(chǎn)量下降的主要原因。植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)主要依賴(lài)于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，脅迫相關(guān)基因的表達(dá)，及相關(guān)代謝物質(zhì)的合成。因此，利用基因工程手段，改變植物相關(guān)基因表達(dá)，可以調(diào)節(jié)植物代謝，增強(qiáng)植物對(duì)逆境的抵抗能力。 海藻糖(α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside)是一種非還原性二糖，廣泛存在于各種生物。海藻糖是生物體內(nèi)的一種典型的應(yīng)激代謝物，在各種惡劣條件的脅迫下，海

2、藻糖可對(duì)生物膜、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子起到良好的保護(hù)作用。 在對(duì)海藻糖的代謝途徑充分了解的基礎(chǔ)上，本論文分別從合成和分解兩方面入手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：一方面我們構(gòu)建了擬南芥海藻糖水解酶基因的ABA應(yīng)答型特異性表達(dá)沉默載體，利用花序滴浸法通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化擬南芥，對(duì)抗生素抗性培養(yǎng)板篩選得到的轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行耐鹽耐凍生理分析，及RT-PCR和realtimePCR等分子驗(yàn)證。結(jié)果表明：未經(jīng)處理的轉(zhuǎn)基因擬南芥和對(duì)照中的海藻糖水解酶基因的表達(dá)

3、量相差不大，拷貝數(shù)均為104～105；轉(zhuǎn)基因植株中海藻糖水解酶基因隨高鹽或冷凍處理時(shí)間的延長(zhǎng)表達(dá)量明顯下降，而對(duì)照擬南芥海藻糖水解酶的表達(dá)卻隨逆境處理時(shí)間的延長(zhǎng)有一定的增長(zhǎng)趨勢(shì)，一天內(nèi)又恢復(fù)原表達(dá)水平，波動(dòng)較小。說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的特異性沉默載體在轉(zhuǎn)基因苗里有效的發(fā)揮了沉默作用，抑制了海藻糖水解酶基因的表達(dá)，提高了轉(zhuǎn)基因苗的耐鹽耐凍性。另一方面，構(gòu)建了來(lái)源于鹽藻的海藻糖合成酶基因TPS的ABA應(yīng)答型表達(dá)載體，利用葉圓盤(pán)法轉(zhuǎn)化矮牽牛，并對(duì)篩選