轉(zhuǎn)AhBADH、PsCAT基因煙草和楊樹的獲得及其抗性分析.pdf

1、植物生長發(fā)育經(jīng)常遇到的逆境以干旱、鹽堿等最為嚴重，而干旱、鹽堿脅迫通常伴隨著強烈的光照，在干旱強光等逆境脅迫下會導(dǎo)致植物的滲透脅迫和氧化脅迫傷害，使葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞，以致光合作用大大降低。如果通過基因工程的手段將合成甜菜堿的關(guān)鍵酶基因和參與清除活性氧中過氧化氫的過氧化氫酶基因共同導(dǎo)入植物，發(fā)揮抗氧化、滲透調(diào)節(jié)和保護光合中心大分子蛋白質(zhì)功能，將能有效的提高植物抗旱、抗高光強和耐鹽等抗逆能力。因此，本研究將甜菜堿醛脫氫酶基因和過氧

2、化氫酶基因轉(zhuǎn)入煙草和楊樹。轉(zhuǎn)基因植物的獲得也可為探討植物抗逆的生理和分子機制以及具有高抗逆性狀的轉(zhuǎn)基因楊樹的實際應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。 主要實驗結(jié)果如下： 1．將來自豌豆的過氧化氫酶基因PSCAT與葉綠體RuBP羧化酶小亞基轉(zhuǎn)運肽(rbcS-3)基因(Tr)的融合基因與來自山菠菜的甜菜堿醛脫氫酶基因AhBADH基因構(gòu)建在同一個表達載體中，并且使其分別具有獨立的表達框，然后利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉圓盤轉(zhuǎn)化法將這兩個基因?qū)霟煵莺蜅?/p>

3、樹，并利用葉綠體RuBP羧化酶小亞基轉(zhuǎn)運肽的作用使過氧化氫酶特異表達在葉綠體中。在含有抗生素的培養(yǎng)基上篩選獲得單轉(zhuǎn)AhBADH草和楊樹、單轉(zhuǎn)PSCAT煙草和楊樹以及同時轉(zhuǎn)這兩個基因的煙草和楊樹各30多個株系，并對其進行了分子生物學的鑒定和生理指標的檢測。 2．PCR、Northern blot、植株總蛋白Western blot和葉綠體蛋白Western blot結(jié)果表明，目的基因已經(jīng)整合到煙草和楊樹的基因組中，并能正常表達，且

4、在葉綠體rbcS-3轉(zhuǎn)運肽的作用下能定向進入葉綠體中。 3．在20％PEG6000模擬干旱條件下，不同轉(zhuǎn)基因的植株(包括單轉(zhuǎn)AhBADH的煙草和楊樹，單轉(zhuǎn)PSCAT的煙草和楊樹，以及同時轉(zhuǎn)這兩種基因的煙草和楊樹)的質(zhì)膜損傷程度、葉綠素降解程度和PS II的損傷程度都小于野生型，表明轉(zhuǎn)AhBADH和PSCAT提高了植物的抗旱性。另外，結(jié)果表明同時轉(zhuǎn)AhBADH和PSCAT植株的抗旱性要高于單轉(zhuǎn)AhBADH和單轉(zhuǎn)PSCAT的植株。

5、 4．用不同濃度百草枯處理模擬氧化脅迫，結(jié)果表明不同轉(zhuǎn)基因植株的抗氧化性高于野生型植株的抗氧化性，且轉(zhuǎn)雙價基因植株的抗氧化性高于單轉(zhuǎn)AhBADH和單轉(zhuǎn)PSCAT的植株。 5．經(jīng)200 mM NaCl和高溫/低溫脅迫實驗發(fā)現(xiàn)，不同轉(zhuǎn)基因植株的抗逆能力均高于野生型植株，且轉(zhuǎn)雙價基因的植株高于單轉(zhuǎn)AhBADH和單轉(zhuǎn)PSCAT的植株。 總之，轉(zhuǎn)．AhBADH和轉(zhuǎn)PSCAT提高了轉(zhuǎn)基因植株的抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)能力，從而提