鐵蛋白基因在翠冠梨和轉(zhuǎn)基因嘎拉蘋(píng)果微嫁接植株中的表達(dá)特性研究.pdf

1、生物與非生物脅迫是影響植物產(chǎn)量的主要限制因素。在逆境脅迫(病原物侵染、干旱、高低溫、金屬離子毒害、機(jī)械損傷、紫外輻射等)條件下都有活性氧的快速積累，嚴(yán)重破壞了植物細(xì)胞的正常生理機(jī)能。鐵等過(guò)渡金屬離子催化的Fenton反應(yīng)可以有效調(diào)節(jié)自由基的濃度。降低細(xì)胞內(nèi)的Fe2+鐵離子濃度就會(huì)減少-OH等自由基，從而減少植物細(xì)胞的損害，增強(qiáng)植物對(duì)多種逆境脅迫的耐受性。同時(shí)鐵蛋白能以可溶和生物可以利用的形式存儲(chǔ)鐵原子達(dá)4500個(gè)，廣泛存在于動(dòng)物、植物和

2、細(xì)菌中。因此，增強(qiáng)植物體內(nèi)的鐵蛋白基因的表達(dá)，既可增加植株中的鐵含量，又可增強(qiáng)植株對(duì)逆境脅迫的抗性。鐵蛋白結(jié)合游離鐵為增強(qiáng)農(nóng)作物的氧化脅迫耐受性，減輕植物傷害提供了一種新途徑。本實(shí)驗(yàn)以翠冠梨組培苗為試驗(yàn)材料，使用熒光定量RT-PCR方法研究了鐵蛋白基因在非生物脅迫條件下的表達(dá)特性。同時(shí)獲得嘎拉蘋(píng)果微嫁接組培苗，研究轉(zhuǎn)基因接穗內(nèi)、外源鐵蛋白基因的表達(dá)特性。研究結(jié)果如下： 1.對(duì)檢測(cè)鐵蛋白基因的實(shí)時(shí)熒光定量反轉(zhuǎn)錄PCR方法進(jìn)行研究，

3、結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)引物特異，建立了準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠的定量方法。并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量反轉(zhuǎn)錄PCR方法，以翠冠梨組培苗及田間成熟果實(shí)為材料，對(duì)其所含四種鐵蛋白基因(PpFer1，PpFer2，PpFer3，PpFer4)在莖，葉片，莖尖，果實(shí)的表達(dá)特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，四種鐵蛋白基因在葉片中的表達(dá)量顯著高于其它部位。PpFer1在莖中的表達(dá)量顯著低于果實(shí)，果實(shí)、莖與莖尖相比，表達(dá)量無(wú)顯著性差異。PpFer2與PpFer4的表達(dá)

4、量在莖中最低，在果實(shí)與莖尖中表達(dá)量無(wú)顯著性差異。PpFer3在莖、果實(shí)與莖尖中表達(dá)量無(wú)顯著性差異。在葉片中，PpFer2的表達(dá)量略高于PpFer2，PpFer3與PpFer4。 2.本文通過(guò)實(shí)時(shí)定量PCR方法，在非生物脅迫條件下，對(duì)翠冠梨組培苗四種鐵蛋白基因(PpFer1，PpFer2，PpFer3，PpFer4)表達(dá)特性進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，經(jīng)不同時(shí)間鐵處理，四種鐵蛋白基因表達(dá)量的變化主要體現(xiàn)在處理的早期，且鐵蛋白基因在各個(gè)

5、時(shí)間有不同程度的表達(dá)差異。對(duì)于不同激素處理，ABA對(duì)鐵蛋白基因的影響最大，可以有效誘導(dǎo)四種鐵蛋白基因的表達(dá)，其中對(duì)PpFer2的誘導(dǎo)能力最強(qiáng)。分別經(jīng)BA、GA3、IAA處理，對(duì)四種鐵蛋白表達(dá)的誘導(dǎo)能力依次減弱。各非生物脅迫處理相比較，氧化脅迫處理對(duì)鐵蛋白基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用最強(qiáng)，其次是鹽脅迫，高溫脅迫，低溫脅迫。其中PpFer1與PpFer3的表達(dá)量，經(jīng)氧化處理與鹽脅迫處理6h、高溫處理12 h達(dá)到最高。鹽脅迫與高溫脅迫處理6h后對(duì)PpF

6、er4的表達(dá)量誘導(dǎo)最強(qiáng)。四種鐵蛋白基因經(jīng)不同時(shí)間段的激素與非生物脅迫處理，表達(dá)量也有不同程度的差異。各基因在處理后表達(dá)的差異與啟動(dòng)子的序列元件差異有關(guān)。經(jīng)激素與非生物脅迫處理后，鐵蛋白基因的表達(dá)有差異，表明此基因被不同的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控。 3.以轉(zhuǎn)rolC八棱海棠株系20a為砧木，轉(zhuǎn)菜豆鐵蛋白基因(PvFer)嘎拉蘋(píng)果為接穗，采用微型嫁接法，獲得微嫁接植株。分別研究了不同嫁接方法、不同6-BA濃度處理及不同培養(yǎng)基對(duì)嫁接成活率的影響。

7、結(jié)果表明：(1)不用錫箔紙包裹的嫁接成活率低于用錫箔紙包裹，但后者污染率和操作時(shí)間均高于前者；(2)用0.2 mg/L6-BA處理嫁接口時(shí)獲得了最高的嫁接成活率。(3)嫁接苗在生根培養(yǎng)基的成活率比在分化培養(yǎng)基的成活率高。并通過(guò)熒光定量RT-PCR方法，以轉(zhuǎn)基因嘎拉蘋(píng)果微嫁接組培苗為材料，研究?jī)?nèi)、外源鐵蛋白基因的表達(dá)特性。研究結(jié)果表明，以轉(zhuǎn)基因植株為接穗的微嫁接植株，其內(nèi)源鐵蛋白基因的表達(dá)量高于以非轉(zhuǎn)基因植株( GO)為接穗的微嫁接植株，