活性氧介導(dǎo)的椪柑原生質(zhì)體再生能力差異的機理研究.pdf

1、原生質(zhì)體培養(yǎng)及體細胞雜交技術(shù)為柑橘遺傳育種工作開辟了一條新思路，它已成為柑橘砧木及接穗品種改良的重要手段。目前，柑橘原生質(zhì)體主要由愈傷組織和葉片分離而來，但只有來于前者的原生質(zhì)體能持續(xù)分裂并再生，而葉肉原生質(zhì)體目前還不能單獨用于柑橘遺傳改良。迄今，這兩種類型原生質(zhì)體再生能力差異的機制尚不清楚。已有研究表明，活性氧(ROS)引起的氧化脅迫可能是造成不可再生型原生質(zhì)體再生難的原因，然而另一方面ROS作為信號分子，對原生質(zhì)體再生具有重要的調(diào)控

2、作用，抑制其產(chǎn)生會導(dǎo)致原生質(zhì)體不可分裂再生?；诖?，本論文以椪柑愈傷組織和葉片為起始材料，采用熒光標記法分析了ROS在椪柑原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)中的動態(tài)變化，同時通過NADPH氧化酶特異性抑制劑DPI和過氧化物酶抑制劑NaN3處理探究了其ROS的來源;分析了NADPH氧化酶基因家族成員在椪柑原生質(zhì)體分離培養(yǎng)過程中的表達情況，克隆了一個特異表達的NADPH氧化酶基因（Crrboh10）;構(gòu)建了Crrboh10的過表達載體，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法

3、獲得了轉(zhuǎn)基因愈傷組織，并測定了椪柑轉(zhuǎn)基因愈傷組織和非轉(zhuǎn)基因愈傷組織的可溶性蛋白含量和H2O2含量。主要研究結(jié)果如下:
　　1.選取椪柑愈傷組織與葉肉原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)過程中5個時間點:即酶解2小時、4小時、6小時，培養(yǎng)4天、8天的原生質(zhì)體，進行ROS熒光探針染色并用共聚焦顯微鏡觀察檢測。結(jié)果表明，在愈傷組織原生質(zhì)體培養(yǎng)階段，細胞膜上出現(xiàn)明顯的ROS信號，而葉肉原生質(zhì)體中ROS信號無明顯差異;分離階段愈傷組織原生質(zhì)體其ROS水平顯著

4、低于葉肉原生質(zhì)體，但在培養(yǎng)階段顯著高于葉肉原生質(zhì)體。
　　2.選取椪柑愈傷組織原生質(zhì)體體分離與培養(yǎng)過程中4個時間點:即酶解2小時、培養(yǎng)4天、8天、12天的原生質(zhì)體，進行DPI和NaN3處理。結(jié)果表明，兩種抑制劑處理均降低了原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)過程中的ROS水平，表明椪柑愈傷組織原生質(zhì)體其活性氧產(chǎn)生源有NADPH氧化酶和過氧化物酶。
　　3.利用半定量RT-PCR方法分析了13個柑橘NADPH氧化酶基因在原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)過程中

5、的表達情況。結(jié)果表明，中共檢測到9個基因（Crrboh1、Crrboh2、Crrboh5-6、Crrboh8-9及Crrboh10-12）的表達，且變化趨勢有明顯差異;不表達的基因是Crrboh3、Crrboh4、Crrboh7、crrboh13。
　　4.克隆了椪柑Crrboh10基因，并對其進行表達分析。該基因全長2812 bp，開放閱讀框2748 bp，編碼915個氨基酸;該基因編碼的蛋白分子量為103.51 kD，理論等電

6、點為9.11。使用實時定量PCR分析Crrboh10基因在椪柑組織中表達情況，發(fā)現(xiàn)其在根、莖、葉、愈傷組織中均有表達，表達量由高到低依次為愈傷組織、葉、根、莖。
　　5.將椪柑Crrboh10基因?qū)胫参镫p元表達載體pMD1301上，構(gòu)建了pMD1301-Rboh10超表達載體以及將其導(dǎo)入農(nóng)桿菌EHA105。以椪柑愈傷組織為外植體，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法進行遺傳轉(zhuǎn)化，采用GUS組織化學(xué)染色和實時定量PCR技術(shù)對轉(zhuǎn)化材料進行鑒定，成功獲得