轉OsMAPK4、OsCDPK7基因耐鹽堿水稻的篩選與抗性分析.pdf

1、水稻是世界上重要的糧食作物，世界上3/4以上的人口以水稻為主食，但是低溫、干旱、鹽堿等因素嚴重影響水稻產量和品質，每年都會造成不同程度的損失。據統(tǒng)計，世界干旱、半干旱地區(qū)占地球陸地面積的33％，其危害相當于其它自然災害之和。鹽堿地占地球陸地面積的7.6％。另外，還有許多地區(qū)經常受低溫冷害的影響。而我國約有670萬公頃鹽堿土耕地，還有2000萬公頃鹽堿荒地尚待開發(fā)。黑龍江省的鹽堿地集中在松嫩平原地區(qū)，分布面積廣，鹽漬化程度高，其中尤以三肇

2、、安達、大慶等地鹽堿地分布最為集中，大面積的鹽堿地嚴重影響農作物的產量，對黑龍江省的經濟造成極大的損失。隨著工業(yè)現代化的發(fā)展，灌溉地和塑料大棚面積不斷擴大，土壤次生鹽漬化日趨嚴重。隨著人口的不斷增加、耕地面積的日益減少和生態(tài)環(huán)境的急劇惡化，糧食供求矛盾將日益凸現，因此，如何提高作物抗干旱、鹽漬和低溫的能力是一個全世界都亟待解決的問題。
　　 傳統(tǒng)育種學家已經在提高植物抗逆性方面進行了長期的探索與研究，但常規(guī)育種方法存在著工作量大

3、、周期長、耗資多、效率低、可利用基因資源有限等弊端，而通過基因工程手段進行分子育種則避免了以上缺點。近年來，隨著對植物逆境脅迫的分子反應和信號傳遞機理研究的逐漸深入，研究者已發(fā)現從改良或增強一個關鍵調控基因的調控能力著手，也許是提高作物抗逆性更為有效的方法和途徑，因此，進行這些調控基因的克隆和功能鑒定是植物抗逆基因工程研究的重要前提條件，篩選并獲獲得具有抗逆形狀的轉基因植株植物，為改良不斷惡化的生態(tài)環(huán)境提供了重要依據。
　　 本

4、研究以本實驗室獲得的轉鈣依賴的蛋白激酶基因OsCDPK7和促分裂素原活化蛋白激酶基因OsMAPK4基因的T2代和T3代水稻作為試材，對T2代植株進行了耐鹽堿的初步篩選，并研究了株高和死亡率；將收獲的T3水稻，進行了純合體的篩選及耐鹽堿的抗逆性檢測，同時研究了外源基因的表達情況和主要的耐鹽堿性狀。通過本研究可以獲得具有耐鹽堿的轉基因水稻，用于黑龍江省鹽堿地的改良，研究結果將為植物基因工程改良鹽堿地提供了新思路，具有一定的理論和應用價值，為

5、最終培育可在鹽堿地正常生長的轉基因水稻提供了重要資源。主要研究結果如下所示：
　　 1轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻植株的遺傳穩(wěn)定性分析1.1轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻植株PCR檢測對轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水T2代植株和T3代植株進行了PCR檢測，PCR檢測結果表明，轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株和T3代植株均能擴增出目的基因；初步證明轉基因水稻T2代植株和T3代植株中均

6、含有目的基因，目的基因已經穩(wěn)定遺傳到后代。
　　 1.2轉基因抗性植株Southern雜交檢測為了進一步驗證轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻的遺傳穩(wěn)定性，Southern雜交此部分試驗正在進行中。
　　 2轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2植株遺傳特性的分析對轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株進行了耐鹽堿的初步抗性檢測，調查和分析了株高和死亡率，結果表明，轉基因水稻的株高變化量大于對照水

7、稻株高的變化量，轉基因水稻的死亡率也低于對照水稻；其中E12啟動子調控的轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株株高變化量大于rd29A啟動子調控的轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株株高變化量，E12啟動子調控的轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株死亡率低于rd29A啟動子調控的轉OsMAPK4、OsCDPK17基因水稻T2代死亡率，轉OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株具有較高的抗鹽

8、堿性。
　　 3轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3植株遺傳特性的分析對轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3代植株進行了耐鹽堿的抗性檢測，調查和分析了株高和鹽堿傷害指數，結果表明，轉基因水稻T3代植株的株高變化量大于對照水稻株高的變化量，轉基因水稻的鹽堿傷害指數也明顯低于對照水稻；E12啟動子調控的轉OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3代植株株高變化量大于rd29A啟動子調控的轉OsMAPK4、OsCDPK