轉(zhuǎn)ChIFN-α基因?qū)Π倜}根的生長發(fā)育影響.pdf

1、受體植物正常的生長發(fā)育是轉(zhuǎn)基因植物生物反應(yīng)器利用的基本前提。本論文從農(nóng)藝性狀、組織形態(tài)結(jié)構(gòu)、抗寒生理生化指標(biāo)和生長發(fā)育調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)變化等方面，對實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得的T0代雞α干擾素(ChIFN-α)轉(zhuǎn)基因百脈根牧草的生長特性進(jìn)行研究，探討轉(zhuǎn)ChIFN-α基因?qū)κ荏w百脈根的生長發(fā)育影響及其影響機(jī)制，為ChIFN-α百脈根生物反應(yīng)器的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.轉(zhuǎn)ChIFN-α基因百脈根的鑒定。組織化學(xué)染

2、色、基因組PCR、RT-PCR以及ELISA檢測表明，ChIFN-α基因插入受體百脈根基因組中，并進(jìn)行正確轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)，重組ChIFN-α在轉(zhuǎn)基因(TP)百脈根中的最高含量為0.175μg/kg鮮重。
　　2.轉(zhuǎn)ChIFN-α基因百脈根的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及生長期考察。株高、節(jié)間數(shù)、生物量、葉形參數(shù)、生長季節(jié)和花期考察表明，不定根根系形成期間，轉(zhuǎn)基因(TP)百脈根的株高生長比野生型(WT)對照快(p<0.05)，尤其以水培14d時最為

3、顯著；土壤移栽苗的節(jié)間數(shù)統(tǒng)計表明，TP和WT百脈根在7d-28d生長期內(nèi)的平均莖節(jié)間數(shù)間無明顯差異；水培5d-15d時，TP與WT百脈根的全株重量差異不顯著；夏季6月份的田間生長研究表明， TP與WT植株的葉長、葉寬、葉面積以及葉形指數(shù)(長/寬)均無明顯差異；在貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)轉(zhuǎn)基因植物試驗(yàn)示范基地(東經(jīng)106°27′-106°52′，北緯26°11′-26°34′)的種植試驗(yàn)表明，TP與WT對照一樣，一年四季均無枯草期，但其冬季長

4、勢優(yōu)于WT；TP百脈根始花期早WT9d，盛花期較WT多11d。
　　3.轉(zhuǎn)ChIFN-α基因百脈根的組織細(xì)胞學(xué)特征。顯微觀察發(fā)現(xiàn)，TP與WT百脈根在根、莖、葉的表皮、皮層、維管柱、葉肉等結(jié)構(gòu)方面無差異，但其葉髓部和根木質(zhì)部較WT發(fā)達(dá)，且其莖表皮細(xì)胞小而致密，維管束數(shù)目較多。
　　4.轉(zhuǎn)ChIFN-α基因百脈根的光合特性。夏季進(jìn)行的光合特性分析發(fā)現(xiàn)，TP與WT百脈根的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、光合色素、葉綠素a/b等含量

5、，以及凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和葉片溫度等光合參數(shù)均無明顯差異(p﹥0.05)，外源 ChIFN-α基因未表現(xiàn)出對受體植株光合性能的影響。
　　5.轉(zhuǎn)ChIFN-α基因百脈根的低溫耐受性及其抗寒生理生化機(jī)制。4℃低溫生長研究表明， TP百脈根具有較好的低溫耐受性。進(jìn)一步研究表明，TP與WT百脈根之間的抗寒保護(hù)物質(zhì)含量和活性存在明顯差異，其生長同期的MDA含量比WT低(p<0.01)，而其SP、SOD、CAT和Pro含量均比W

6、T高(p<0.01)，TP百脈根通過改善保護(hù)物質(zhì)含量和增強(qiáng)保護(hù)酶活性，實(shí)現(xiàn)其低溫保護(hù)活性。
　　6.轉(zhuǎn)ChIFN-α基因百脈根的根系生長發(fā)育特性及其調(diào)控機(jī)制。水培根系生長研究表明，TP百脈根具有根系形成早、生長快和發(fā)育好等特點(diǎn)，其生長同期的根系長于WT的(p<0.05)，尤其是水培15d時最為顯著。在0.40 mg/L的IBA生長素水培液中，TP的生根數(shù)明顯多于WT百脈根(p<0.05)，外源ChIFN-α基因表達(dá)產(chǎn)物可能與IBA

7、協(xié)同促進(jìn)百脈根的根系發(fā)育。根系活力分析發(fā)現(xiàn)，TP百脈根的同期根系活力較WT強(qiáng)，尤其以水培20d時最為明顯。顯微觀察結(jié)果表明，TP百脈根的根原基早WT3-5d出現(xiàn)。進(jìn)一步的基因差異表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，TP百脈根植株中，根原基分化標(biāo)記基因LRP1，以及不定根生長發(fā)育相關(guān)基因CKI、IAR1和PIN1在同期的表達(dá)量均顯著高于WT百脈根(p<0.05)，TP百脈根通過上調(diào)根原基分化以及不定根生長發(fā)育基因等分子調(diào)控途徑，達(dá)到對受體植株根系生長發(fā)育的促進(jìn)