蘋果茉莉酸合成途徑關鍵酶基因MdAOC1在逆境脅迫中的作用.pdf

1、植物生長發(fā)育過程中會遭受多種(非)生物脅迫的影響，蘋果作為重要的經濟樹種，因其遺傳背景相對復雜、雜和度高、生長周期較長等問題在短時間內難以通過常規(guī)的育種工作在短時間內獲得抗逆、抗病等品質優(yōu)良的新品種。近年來，隨著蘋果基因組的測序工作的完成以及現代生物技術的快速發(fā)展，為我們解決育種難題提供了新思路。
　　茉莉酸（JA）及其揮發(fā)性甲酯衍生物茉莉酸甲酯（MeJA）和氨基酸衍生物統(tǒng)稱為茉莉酸類物質（JAs），是植物體內起整體調控作用的植物

2、生長調節(jié)物質。JAs的生理效應,一方面與植物的生長發(fā)育相關，另一方面與自身的防御系統(tǒng)相關,可誘導一系列植物防御基因的表達、防御反應化學物質的合成等，并調節(jié)植物的“免疫”和應激反應。茉莉酸合成途徑的激活對于應激信號的傳遞和放大是必不可少的，丙二烯氧化物環(huán)化酶(AOC;EC5.3.99.6)是茉莉酸生物合成途徑中的關鍵酶。AOC酶的催化作用對于茉莉酸的合成至關重要。研究AOC對于提高植物的抗逆性及抗病性的作用具有重要意義。本研究通過將蘋果M

3、dAOC1轉入煙草中探索蘋果MdAOC1在提高植物抗逆性和抗病性中的作用，為在蘋果育種遺傳改良中的應用奠定基礎。
　　利用本實驗室從蘋果中克隆鑒定的一個 AOC基因，命名為 MdAOC1，構建了該基因的真核表達載體，并通過農桿菌介導的葉盤法轉化煙草，經過 PCR和Western blot驗證，獲得轉基因陽性株系。為了進一步探究MdAOC1基因的功能，選取4個轉基因株系通過鹽脅迫、低溫脅迫以及煙草疫霉侵染處理。主要研究結果如下：

4、r>　?。?）將MdAOC1的編碼區(qū)連入pCAMBIA1300載體，構建了MdAOC1的過表達載體。利用農桿菌介導的葉盤法轉化煙草，獲得轉基因植株，并通過PCR、qRT-PCR以及Western雜交的方法檢測具有潮霉素抗性的轉基因植株，獲得了MdAOC1過表達轉基因煙草。
　?。?）正常生長條件下，轉基因株系和野生型煙草表型以及葉片內源茉莉酸甲酯的水平無明顯差異，但是在鹽脅迫和低溫脅迫條件下，轉基因煙草與野生型煙草相比，能維持較好

5、的表型，電解質外滲率，MDA含量較低，茉莉酸甲酯含量較高，說明過表達MdAOC1基因提高了煙草植株的抗逆能力。
　?。?）經低溫脅迫和鹽脅迫處理，轉基因煙草較野生型煙草能維持較高的SOD、POD、CAT活性。qRT-PCR分析結果顯示， MdAOC1基因的過表達提高了抗鹽相關基因NtDREB1a、NtDREB2、NtP5CS、NtNXH1和抗低溫相關基因NtCBF1、NtCBF2、NtCBF3、NtICE1的表達，從而提高轉基因煙