轉(zhuǎn)SacB和KatE基因棉花抗旱性的研究.pdf

1、通過花粉管通道法,以導入大腸桿菌過氧化氫酶基因KatE(融合擬南芥定位葉綠體的轉(zhuǎn)運肽STP)和枯草芽孢桿菌果聚糖合酶基因SacB(融合甘薯定位液泡的轉(zhuǎn)運肽SP)棉花T3代為供試材料,經(jīng)卡那霉素檢測和PCR鑒定,篩選確定陽性的轉(zhuǎn)基因植株。在田間,當轉(zhuǎn)基因和對照棉花植株分別長至苗期、蕾期和花期三個關(guān)鍵生育期時,通過剪斷膜下滴灌帶進行持續(xù)水分脅迫處理,然后對水分脅迫后棉花的生理生化指標的進行測定,并在棉株吐絮后對農(nóng)藝性狀進行調(diào)查,初步分析轉(zhuǎn)基

2、因棉花的在田間的抗旱性。實驗結(jié)果如下:
　　(1)棉花滴水出苗后,對轉(zhuǎn)基因和對照棉花進行苗期到吐絮期的持續(xù)干旱脅迫處理,當干旱脅迫至苗期、蕾期和花期時,分別測定各生育期轉(zhuǎn)基因和對照棉花葉片相應的生理生化指標。結(jié)果表明,干旱脅迫至苗期,對照和轉(zhuǎn)基因棉花在表型上沒有明顯的差別,其葉片相對含水量也沒有顯著差異,但轉(zhuǎn)KatE棉花葉綠素含量極顯著高于對照。隨著干旱脅迫時間的延長,轉(zhuǎn)基因棉花在干旱脅迫至蕾期和花期的葉片相對含水量、葉綠素含量、

3、脯氨酸含量、SOD活性、Fv/Fm值、凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)及蒸騰速率(Tr)均不同程度的高于對照棉花,分別達到差異顯著或極顯著水平;對細胞膜離子滲漏及丙二醛含量測定結(jié)果表明,對照棉花明顯高于轉(zhuǎn)基因棉花,說明對照棉花在干旱脅迫條件下其生物膜損傷程度較大。轉(zhuǎn)SacB棉花在干旱脅迫下保持了相對較高的可溶性糖含量,可能是由于果聚糖增加的緣故,有利于增加細胞的滲透調(diào)節(jié)功能,從而增加轉(zhuǎn)基因棉花的抗旱性;轉(zhuǎn)KatE棉花在干旱下保持了相

4、對較高的CAT活性及葉綠素含量,可能是由于CAT及時有效的清除了葉綠體中積累的H2O2,以減輕干旱脅迫對棉花的傷害,從而增加轉(zhuǎn)基因棉花的耐旱性。
　　(2)待棉花長至棉田約50％棉株開始現(xiàn)蕾時,剪斷膜下滴灌帶進行蕾期到吐絮期的持續(xù)干旱脅迫處理。蕾期和花期的同時水分脅迫使得這兩個生育期的生理生化指標變化趨勢與苗期斷水基本一致。轉(zhuǎn)基因棉花較高的葉片相對含水量、葉綠素含量及凈光合速率等都說明了轉(zhuǎn)基因棉花有較強的抗旱性。
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5、待棉田棉株開始現(xiàn)花時,剪斷膜下滴灌帶進行棉花花期到吐絮期持續(xù)干旱脅迫處理?；ㄆ诟珊得{脅迫后轉(zhuǎn)基因棉花葉片保持了相對較多的水分、葉綠素含量,較高的 Pn、Gs、Ci及Tr,說明轉(zhuǎn)基因棉花能產(chǎn)生更多的光合產(chǎn)物,及時輸送營養(yǎng)物質(zhì)至花蕾上,減少了落花落蕾。
　　(4)本試驗,正常生長條件下,棉花整個生育期共滴水9次,滴水總量為15.12m3,轉(zhuǎn)基因和對照棉花籽棉產(chǎn)量(十株)在644~648g之間,無明顯差異,其株高、果枝數(shù)、鈴數(shù)及直徑也沒

6、有明顯的差別。苗期、蕾期和花期分別持續(xù)水分脅迫至吐絮期,其滴水總量分別為0、1.68和8.4m3,轉(zhuǎn)基因棉花的株高、果枝數(shù)和鈴數(shù)均明顯高于對照棉花。苗期全生育期的干旱脅迫,嚴重影響了棉花的正常生長及其產(chǎn)量,其對照和轉(zhuǎn)SacB、轉(zhuǎn)KatE棉花籽棉產(chǎn)量分別為257.33、279.67和275.67g,轉(zhuǎn)基因棉花的籽棉產(chǎn)量顯著高于對照植株。蕾期持續(xù)水分脅迫至吐絮期,滴水1次,對照和轉(zhuǎn)SacB、轉(zhuǎn)KatE棉花籽棉產(chǎn)量分別為325.67、347.