水稻抗壞血酸過(guò)氧化物酶基因OsAPX1表達(dá)載體構(gòu)建及功能分析.pdf

1、水稻是世界上人類賴以生存的主要糧食作物,隨著環(huán)境條件的的日益惡化,嚴(yán)重影響到水稻品質(zhì)和產(chǎn)量。在環(huán)境脅迫下植物體內(nèi)容易產(chǎn)生大量的活性氧,造成活性氧在植物體內(nèi)大量積累,如果不能及時(shí)清除體內(nèi)積累的活性氧,就會(huì)破壞活性氧代謝平衡,引起植物氧化損傷,對(duì)植物造成損害。因此,清除植物體內(nèi)積累的活性氧提高植物的抗氧化能力是目前抗氧化相關(guān)研究的主要領(lǐng)域?？箟难徇^(guò)氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)是植物體內(nèi)清除活性氧的一種關(guān)鍵酶

2、,廣泛存在于植物和一些藻類中。APX能清除植物體內(nèi)過(guò)量積累的活性氧,有效的保護(hù)植物免受氧化作用造成的損傷。APX催化過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生水,消除過(guò)氧化氫的強(qiáng)氧化作用。故APX能增強(qiáng)植物的抗氧化性,在氧化脅迫應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。在植物中,APX是一個(gè)多基因的家族,根據(jù)其在細(xì)胞中的位置不同可分為:葉綠體基質(zhì)APX(sAPX)、線粒體APX、葉綠體類囊體APX(tAPX)、微體APX(mbAPX)和胞質(zhì)APX(cAPX)。由于水稻基因組序

3、列測(cè)序成功,根據(jù)水稻基因組序列知水稻含有8個(gè)APX家族成員。水稻中APX家族基因又可分成3種:APX1和APX2屬于細(xì)胞質(zhì)型;APX3和APX4屬于過(guò)氧化體型;APX5、APX6、APX7和APX8屬于葉綠體型。本研究選擇水稻APX1基因?yàn)檠芯繉?duì)象,克隆得到水稻OsAPX1基因,連接到植物表達(dá)載體pHB載體上,構(gòu)建成過(guò)量表達(dá)pHB-OsAPX1載體,通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入水稻基因組中,通過(guò)組織工程技術(shù)獲得陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因植株,然后分析

4、轉(zhuǎn)基因植株的表型,研究該基因的生物學(xué)功能。通過(guò)載體pHB攜帶的抗性標(biāo)記基因鑒定APX1基因是否整合到水稻基因組中,鑒定結(jié)果表明APX1基因已經(jīng)整合到水稻基因組中。對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行半定量RT-PCR實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明在轉(zhuǎn)基因植株中APX1的表達(dá)量明顯增加。田間水稻抽穗灌漿期期處于高溫期,分析其表型。轉(zhuǎn)基因植株的田間表型分析表明高溫條件下轉(zhuǎn)基因植株相比野生型秕谷率明顯降低,實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出OsAPX1基因可能與水稻抗熱有關(guān)。在高溫?zé)釗艉瓦^(guò)氧化氫脅迫