干旱脅迫下煙草中DREB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子過(guò)表達(dá)產(chǎn)生的生理效應(yīng)研究初探.pdf

1、水分是保證煙草健康生長(zhǎng)發(fā)育、優(yōu)良品質(zhì)形成的主要因素之一。如果干旱出現(xiàn)在團(tuán)棵期，易造成煙株早花；出現(xiàn)在旺長(zhǎng)期，會(huì)造成葉片發(fā)育不良、內(nèi)含物不充實(shí)；出現(xiàn)在成熟期，會(huì)導(dǎo)致葉片增厚、粗糙，糖堿比失調(diào)，旱烘假熟現(xiàn)象。DREB(dehydration responsive elementbinding protein)類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子主要參與植物感受非生物逆境脅迫的信號(hào)傳遞途徑，通過(guò)調(diào)控下游一系列脅迫應(yīng)答基因的表達(dá)，使植物對(duì)低溫、干旱和高鹽等非生物逆境的耐

2、受性得到綜合提高。有關(guān)DREB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)、功能及對(duì)效應(yīng)基因的調(diào)控研究已有相當(dāng)多的報(bào)道，但DREB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子過(guò)表達(dá)對(duì)植物生物學(xué)特性及對(duì)滲透脅迫耐受性的生理過(guò)程的綜合研究卻少見(jiàn)報(bào)道。本研究就香料煙(Izmir)中過(guò)表達(dá)BnDREB1-5轉(zhuǎn)錄因子基因?qū)θ~片組織結(jié)構(gòu)、光合特性的影響及抗脅迫能力進(jìn)行了初步探討。 主要結(jié)果如下： 1.轉(zhuǎn)基因香料煙表現(xiàn)出良好的保水性能，葉片失水率為0.16mgH2O/cm2.h·1，是野生型煙草

3、葉片的15.9％；轉(zhuǎn)基因煙草葉片上表皮的氣孔密度是野生型葉片氣孔密度的46.4％，但氣孔器寬度和氣孔開(kāi)度都略大于野生型；下表皮是野生型的56.1％，但氣孔器長(zhǎng)于野生型，寬微小于野生型，氣孔開(kāi)度明顯大于野生型。 2.檢測(cè)轉(zhuǎn)基因煙株在干旱脅迫10d后的農(nóng)藝性狀比野生型煙草有明顯優(yōu)勢(shì)， (T/W單位cm：株高51.67/39.67、葉數(shù)17.67/13.67、葉長(zhǎng)19.95/19.22、葉寬9.93/10.61、節(jié)距2.97/2.98

4、)，且野生型煙株葉片明顯萎焉；組織結(jié)構(gòu)分析顯示：轉(zhuǎn)基因煙草葉片增厚，柵欄組織/海綿組織的比值明顯增大，組織結(jié)構(gòu)完整。 3.干旱脅迫后轉(zhuǎn)基因煙葉中淀粉酶活性是野生型的1.20倍；Ivr活性是野生型的1.71倍；可溶性糖含量是野生型的1.86倍。NR活性是野生型的8.47倍；可溶性蛋白質(zhì)是野生型的2.97倍。 4.干旱脅迫后轉(zhuǎn)基因煙葉中葉綠素含量降低幅度明顯小于野生型；類(lèi)胡蘿卜素和chla/b明顯大于野生型煙草；葉綠素?zé)晒鈪?/p>

5、數(shù)Fo、NPQ明顯低于野生型，其它熒光參數(shù)和光合作用參數(shù)都大于野生型；PEP羧化酶活性明顯大于野生型。 5.轉(zhuǎn)基因煙葉中有BADH活性，干旱脅迫后BADH活性升高，而野生型煙草中檢測(cè)不到BADH活性；干旱脅迫后轉(zhuǎn)基因煙葉中脯氨酸含量是野生型的1.08倍；SOD活性明顯高于野生型；MDA含量是野生型的53.9％。 以上結(jié)果表明：DREB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子過(guò)表達(dá)煙草提高了PEP羧化酶活性，顯現(xiàn)了BADH的活性，并且在保水性能、農(nóng)藝性