大豆DREB基因GmDREB1改良紫花苜蓿耐鹽性的研究.pdf

1、鹽脅迫嚴(yán)重影響作物和牧草產(chǎn)量。在我國(guó)由于水資源日益短缺，干旱半干旱地區(qū)土壤干旱和鹽漬化問題越發(fā)嚴(yán)峻。紫花苜蓿(Medicago sativa.L)作為一種營(yíng)養(yǎng)豐富的豆科牧草在我國(guó)西北干旱半干旱及吉林省西部地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮重要作用?？墒?，大多數(shù)苜蓿品種對(duì)鹽脅迫的耐受能力不強(qiáng)，產(chǎn)量受到很大限制。在改良作物抗逆能力方面，傳統(tǒng)育種方法的成功案例并不多。相對(duì)而言，應(yīng)用基因工程技術(shù)提高植物抗逆性更快捷更有效。在逆境脅迫下，DREB轉(zhuǎn)錄

2、因子以與DRE順式作用元件特異結(jié)合的方式，可以調(diào)控一系列逆境相關(guān)下游基因表達(dá)。此類基因已被證明在改良植物抗逆性方面具有相當(dāng)重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本論文實(shí)驗(yàn)以基因工程技術(shù)為手段擴(kuò)增了大豆GmDREB1基因，構(gòu)建了重組植物表達(dá)載體Rd29A：GmDREB1：GFP。將這個(gè)表達(dá)載體轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌LBA4404并以農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)化到紫花苜蓿栽培種公農(nóng)1號(hào)中，獲得了四個(gè)株系200株再生苗。PCR、Southern雜交結(jié)果表明外源基因已經(jīng)

3、整合到苜蓿核基因組中，且29A-2，29A-4植株的外源基因整合方式為單拷貝，外源基因在其后代中遺傳等為穩(wěn)定。Northern雜交表明在鹽脅迫條件下，外源基因雜交信號(hào)明顯，而在非鹽脅迫條件下，雜交信號(hào)很弱，無(wú)法檢測(cè)到。且轉(zhuǎn)基因植株在正常條件下，并沒有出現(xiàn)矮化、產(chǎn)量降低的現(xiàn)象，由此證明Rd29A啟動(dòng)子的作用如預(yù)期一致。對(duì)再生植株的生理檢測(cè)表明，GmDREB1轉(zhuǎn)基因苜蓿對(duì)中度鹽脅迫(200mM NaCl)具有很強(qiáng)的耐受性。生理指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)：

4、在鹽脅迫處理后，轉(zhuǎn)基因植株的膜透性和光合系統(tǒng)Ⅱ活性明顯好于對(duì)照，且累積了大量的游離脯氨酸和可溶糖，使得轉(zhuǎn)基因植株能較好的應(yīng)對(duì)鹽脅迫逆境。除此之外，我們確定GmDREB1通過提升轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)P5CS基因的轉(zhuǎn)錄水平而導(dǎo)致大量游離脯氨酸的累積。
　　 總之，本研究首次將DREB類基因轉(zhuǎn)入苜蓿中，證明轉(zhuǎn)基因植株獲得較好的耐鹽能力。同時(shí)確定以誘導(dǎo)型啟動(dòng)子Rd29A啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)DREB基因表達(dá)是提高植物抗逆能力的一個(gè)有效手段。這些研究結(jié)果為