轉(zhuǎn)TaCHP基因耐鹽堿小麥的理化分析.pdf

1、小麥?zhǔn)翘鹜磷魑?，土壤鹽堿化是限制小麥生長、發(fā)育和產(chǎn)量提高的主要因素。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行小麥耐鹽堿遺傳改良是分子育種的新方向。
　　實(shí)驗(yàn)室前期利用不同轉(zhuǎn)化法，經(jīng)抗生素篩選和分子鑒定獲得兩組轉(zhuǎn)TaCHP基因小麥株系;以普通小麥濟(jì)南17(JN17)為親本，經(jīng)莖尖生長點(diǎn)轉(zhuǎn)化法獲得的T6代轉(zhuǎn)基因系No.25-2-5和No.33-2-3;以普通小麥周麥22(Zhou22)為親本，經(jīng)愈傷組織轉(zhuǎn)化法獲得的T4代轉(zhuǎn)基因系No.

2、21-1-3、No.26-12-5和No.27-6-8。
　　本課題以這兩組轉(zhuǎn)基因系和各自的親本對照為研究對象，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn);
　　1)、實(shí)驗(yàn)室中，進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因小麥在鹽(NaCl)、堿鹽(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)及混合鹽堿[NaCl+(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)]的水溶液脅迫下種子萌發(fā)和早期幼苗生長發(fā)育實(shí)驗(yàn);營養(yǎng)土和鹽堿土中，種子萌發(fā)和早期幼苗的生長發(fā)育實(shí)驗(yàn)。
　　2)、普通土和鹽堿土試驗(yàn)田中，對

3、兩組轉(zhuǎn)基因系進(jìn)行了小麥部分生長發(fā)育期（苗期、返青期和灌漿期）形態(tài)特征觀察記錄、理化指標(biāo)測定和農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行產(chǎn)量相關(guān)性分析。
　　3)、在梯度鹽池和堿池中，對T4代轉(zhuǎn)基因系進(jìn)行農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量相關(guān)性分析。
　　主要研究成果;
　　1、實(shí)驗(yàn)室中，在萌發(fā)期，NaCl水溶液處理的兩組轉(zhuǎn)基因系表現(xiàn)出比各自親本更強(qiáng)的耐鹽性;堿性鹽水溶液處理下差異不顯著;混合鹽堿[25mMNaCl+50mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)

4、]水溶液處理下，兩組轉(zhuǎn)基因系的生長狀態(tài)與各自的親本對照差異不顯著;混合鹽堿[50mMNaCl+25mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)]水溶液處理組，兩組轉(zhuǎn)基因系的相對胚芽長度大于各自的親本對照。在苗期，NaCl水溶液處理的轉(zhuǎn)基因系表現(xiàn)出與萌發(fā)期一致的強(qiáng)耐鹽性;兩組轉(zhuǎn)基因系在苗期均表現(xiàn)出高于各自親本對照的耐混合鹽堿脅迫特性。
　　2、實(shí)驗(yàn)室中，點(diǎn)種在營養(yǎng)土中的種子，24 h后即開始萌動和快速生長，萌發(fā)至第4天時，種子幾乎全部

5、發(fā)芽;點(diǎn)種在鹽堿土中的種子，48 h后才陸續(xù)開始萌動，隨后幾天陸續(xù)出芽和生長，且發(fā)芽率低于前者;兩組轉(zhuǎn)基因系種子的萌動及發(fā)芽率都優(yōu)于各自的親本對照。生長在營養(yǎng)土中20天的轉(zhuǎn)基因植株生長量與親本差異不顯著，生長在鹽堿土中的轉(zhuǎn)基因株系生長量均高于各自的親本對照，且總體顯著低于營養(yǎng)土中。
　　3、通過對生長在鹽堿土試驗(yàn)田中的兩組轉(zhuǎn)基因系的葉片和根系的理化指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)，各發(fā)育期（除返青期根系）的K+/Na+值顯著高于各自的親本對照，且葉片

6、高于根中。兩組轉(zhuǎn)基因系各時期葉片和根系的MDA含量都顯著低于親本對照（除返青期葉片）。與K+/Na+值不同的是，隨著發(fā)育進(jìn)程的推進(jìn)，葉片及根中MDA含量都明顯升高。
　　4、普通土試驗(yàn)田中，莖尖轉(zhuǎn)化法獲得的兩個轉(zhuǎn)基因系產(chǎn)量較JN17分別提高了3.37％和4.53％，但在經(jīng)愈傷組織法獲得的轉(zhuǎn)基因系與親本Zhou22的對比發(fā)現(xiàn)無顯著差異;農(nóng)藝性狀中，小穗數(shù)和分蘗數(shù)與畝產(chǎn)相關(guān)性最大。鹽堿土試驗(yàn)田中，兩組轉(zhuǎn)基因系的產(chǎn)量較其各自的親本都有所

7、提高;農(nóng)藝性狀中，株高、旗葉長度和小穗數(shù)與畝產(chǎn)相關(guān)性最大，其中，株高呈負(fù)相關(guān)，后兩者呈正相關(guān)。
　　5、對梯度鹽池及堿池的農(nóng)藝性狀分析顯示，在一定濃度的鹽(0-0.8％NaCl)和堿鹽(0-80mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1))脅迫的范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量隨處理濃度的增加總體有降低的趨勢。但當(dāng)鹽、堿鹽處理濃度達(dá)到較大值[0.8％NaCl，80mM堿池(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)]時，轉(zhuǎn)基因系產(chǎn)量高于親本對照Zhou2

8、2，此時，在0.8％ NaCl鹽池中，三個轉(zhuǎn)基因系的產(chǎn)量分別較親本對照提高了0.03、0.37和0.16倍，80mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)堿池中，三個轉(zhuǎn)基因系的千粒重分別較親本對照提高了的0.18、0.37和0.57倍。
　　綜上，實(shí)驗(yàn)室中，鹽堿脅迫下的兩組轉(zhuǎn)基因系，在種子萌發(fā)和苗期生長所測的各指標(biāo)均優(yōu)于各自的親本對照;鹽堿土試驗(yàn)田中，兩組轉(zhuǎn)基因系均通過離子調(diào)節(jié)和氧化酶活性調(diào)節(jié)保護(hù)質(zhì)膜免受鹽堿傷害，以維持植物體正常