小麥抗旱基因的功能驗(yàn)證及品種抗旱性綜合鑒定.pdf

1、小麥?zhǔn)侨祟?lèi)主要的糧食作物之一。干旱是限制小麥生長(zhǎng)發(fā)育最重要的非生物脅迫因子，小麥抗旱品種的鑒定和培育是減少小麥生育期的耗水量、提高小麥的水分利用效率、節(jié)約資源和改善環(huán)境、減少干旱帶來(lái)的生產(chǎn)損失的有效途徑之一。
　　本研究驗(yàn)證了來(lái)自長(zhǎng)穗偃麥草的EeAP2-1.1及EeAP2.2在抗旱方面的功能，及其在小麥中的垂直同源基因于非生物脅迫下的表達(dá)豐度;研究了北部冬麥區(qū)種植的30個(gè)小麥品種，在正常供水和PEG模擬滲透脅迫下，萌發(fā)期和苗期的形

2、態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)及分子指標(biāo)，利用綜合指標(biāo)鑒定評(píng)價(jià)小麥品種的抗旱性。主要結(jié)果如下:
　　1.利用本實(shí)驗(yàn)室從長(zhǎng)穗偃麥草克隆得到的2個(gè)AP2/ERF家族的抗逆高豐度表達(dá)基因EeAP2-1.1、EeAP2.2，成功構(gòu)建了pBI-EeAP2.2-GUS真核表達(dá)載體，并轉(zhuǎn)化煙草，獲得轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性植株，轉(zhuǎn)基因煙草的抗旱性明顯優(yōu)于野生型煙草。長(zhǎng)穗偃麥草的2個(gè)AP2/ERF家族基因EeAP2-1.1、EeAP2.2具有較好的抗旱能力，通過(guò)轉(zhuǎn)基因可以增

3、強(qiáng)植物的抗旱能力。
　　2.通過(guò)NCBI查詢了小麥中與長(zhǎng)穗偃麥草EeAP2.2的垂直同源基因DREB1（登錄號(hào)AF303376）及與長(zhǎng)穗偃麥草EeAP2-1.1的垂直同源基因ERF5a(登錄號(hào)AFP49824.1)，通過(guò)半定量RT-PCR分析了在干旱脅迫、低溫脅迫、高鹽脅迫、重金屬脅迫、及正常情況（非脅迫）下，小麥DREB1及ERF5a在萌發(fā)期的表達(dá)豐度及苗期小麥ERF5a在苗期的表達(dá)豐度。小麥萌發(fā)期，DREBl(EeAP2.2垂

4、直同源基因)在根部?jī)H響應(yīng)干旱脅迫，ERF5a在根部響應(yīng)干旱和低溫脅迫;在小麥苗期，ERF5a(EeAP2-1.1垂直同源基因)在根部響應(yīng)重金屬脅迫，在葉部響應(yīng)干旱和低溫脅迫。
　　3.將pBI-EeAP2.2-GUS載體轉(zhuǎn)化根癌農(nóng)桿菌C58，并轉(zhuǎn)染幼穗期小麥品種河農(nóng)822，已獲得了轉(zhuǎn)基因小麥。利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)染幼穗期小麥?zhǔn)强梢垣@得轉(zhuǎn)基因植株的。
　　4.以正常供水為對(duì)照，利用5％ PEG-6000滲透溶液、10％ PEG-600

5、0滲透溶液、15％ PEG-6000滲透溶液模擬不同程度的干旱脅迫，對(duì)北方冬麥區(qū)的30個(gè)小麥品種萌發(fā)期的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、萌發(fā)指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，在10％PEG-6000滲透溶液脅迫處理下，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)在品種之間的差異均達(dá)到極顯著水平，各指標(biāo)受品種、處理及品種與處理的互作效應(yīng)更顯著。選用10％ PEG-6000滲透脅迫模擬小麥萌發(fā)期及苗期的干旱處理是可行的，品種間萌發(fā)期和幼苗期的抗旱性存在顯著差異。
　　5.在10％ PE

6、G-6000滲透脅迫下，于小麥萌發(fā)期測(cè)定了30個(gè)下麥品種的貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、初生根數(shù)、芽長(zhǎng)、主胚根長(zhǎng)、發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、萌發(fā)指數(shù)7項(xiàng)指標(biāo)，以各項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)作為衡量品種的抗旱性指標(biāo)，采用主成分分析法，將7項(xiàng)指標(biāo)綜合成2個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，并計(jì)算出每個(gè)品種的各綜合指標(biāo)值;利用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)小麥品種的抗旱性，通過(guò)聚類(lèi)分析將其分為5類(lèi):抗旱性強(qiáng)、抗旱性較強(qiáng)、抗旱性中等、抗旱性較弱、抗旱性弱。
　　6在10％ PEG-6000滲透脅迫