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转AhBADH、PsCAT基因烟草和杨树的获得及其抗性分析认领

被引量： 10

作者：

蔺娜

学位授予单位：

山东农业大学

摘要：

植物生长发育经常遇到的逆境以干旱、盐碱等最为严重,而干旱、盐碱胁迫通常伴随着强烈的光照,在干旱强光等逆境胁迫下会导致植物的渗透胁迫和氧化胁迫伤害,使叶绿体的结构和功能遭到破坏,以致光合作用大大降低。如果通过基因工程的手段将合成甜菜碱的关键酶基因和参与清除活性氧中过氧化氢的过氧化氢酶基因共同导入植物,发挥抗氧化、渗透调节和保护光合中心大分子蛋白质的功能,将能有效的提高植物抗旱﹑抗高光强和耐盐等抗逆能力。因此,本研究将甜菜碱醛脱氢酶基因和过氧化氢酶基因转入烟草和杨树中。转基因植物的获得也可为探讨植物抗逆的生理和分子机制以及具有高抗逆性状的转基因杨树的实际应用打下良好的基础。主要实验结果如下: 1.将来自豌豆的过氧化氢酶基因PSCAT与叶绿体RuBP羧化酶小亚基转运肽(rbcS-3)基因(Tr)的融合基因与来自山菠菜的甜菜碱醛脱氢酶基因AhBADH基因构建在同一个表达载体中,并且使其分别具有独立的表达框,然后利用农杆菌介导的叶圆盘转化法将这两个基因导入烟草和杨树,并利用叶绿体RuBP羧化酶小亚基转运肽的作用使过氧化氢酶特异表达在叶绿体中。在含有抗生素的培养基上筛选获得单转AhBADH烟草和杨树、单转PSCAT烟草和杨树以及同时转这两个基因的烟草和杨树各30多个株系,并对其进行了分子生物学的鉴定和生理指标的检测。 2. PCR、Northern blot、植株总蛋白Western blot和叶绿体蛋白Western blot结果表明,目的基因已经整合到烟草和杨树的基因组中,并能正常表达,且在叶绿体rbcS-3转运肽的作用下能定向进入叶绿体中。 3.在20% PEG6000模拟干旱条件下,不同转基因的植株(包括单转AhBADH的烟草和杨树,单转PSCAT的烟草和杨树,以及同时转这两种基因的烟草和杨树)的质膜损伤程度、叶绿素降解程度和PSⅡ的损伤程度都小于野生型,表明转AhBADH和PSCAT提高了植物的抗旱性。另外,结果表明同时转AhBADH和PSCAT植株的抗旱性要高于单转AhBADH和单转PSCAT的植株。 4.用不同浓度百草枯处理模拟氧化胁迫,结果表明不同转基因植株的抗氧化性高于野生型植株的抗氧化性,且转双价基因植株的抗氧化性高于单转AhBADH和单转PSCAT的植株。 5.经200 mM NaCl和高温/低温胁迫实验发现,不同转基因植株的抗逆能力均高于野生型植株,且转双价基因的植株高于单转AhBADH和单转PSCAT的植株。总之,转AhBADH和转PSCAT提高了转基因植株的抗氧化酶活性和渗透调节能力,从而提高了转基因植株的抗旱、抗氧化、耐盐和耐高/低温的能力。且同时过量表达AhBADH和PSCAT的植株更有效地提高了其抗逆性。

摘要译文

关键词：

烟草; 杨树; AhBADH; PSCAT; 植物抗逆性

学位年度：

2007

学位类型：

博士

学科专业：

植物学

导师：

刘家尧

中图分类号：

Q943.2[植物基因工程]

学科分类号：

071002[植物学];071007[遗传学];083601[基因工程]

D O I：

10.7666/d.y1094361