干旱誘導小麥F-box蛋白基因TaFBA1表達提高轉基因煙草抗旱性的研究.pdf

1、干旱是植物生長發(fā)育以及作物產量的主要限制因素，植物在自身的生長發(fā)育中進化出了多種途徑以提高植物在水分缺失時的干旱抗性。其中，泛素-26S蛋白酶體在植物抵抗非生物脅迫過程中起著重要的作用。在泛素化過程中，泛素連接酶E3起著關鍵的作用。SCF復合體是E3中的一個關鍵組分，其中的一個亞基F-box在SCF復合體。同時，F-box在植物應對各種生物和非生物脅迫過程中也起著重要的作用。
　　在先前的研究中，從小麥山農16中克隆了一個F-bo

2、x基因，并命名為TaFBA1。研究發(fā)現，過表達TaFBA1基因可以提高轉基因煙草的干旱抗性，但會導致轉基因煙草在正常情況下與野生型表現出相異的表型。本研究擬采用脅迫誘導型啟動子RD29A的方法，繼續(xù)研究轉基因煙草的抗旱性及其抗旱機理，并消除過表達該基因對植物生長發(fā)育所帶來的影響。主要結果如下:
　　(1)首先獲得誘導型轉基因煙草RD29A∷ TaFBA1，并通過多種方式對轉基因煙草進行鑒定，發(fā)現轉基因煙草中TaFBA1基因可以受到

3、干旱的誘導，并隨干旱程度的加劇表達量升高。因此，所獲得的轉基因植株可以用于后續(xù)試驗。
　　(2)表型觀察顯示，過表達轉基因煙草與野生型在幼苗和成苗階段均表現出不同的生長狀態(tài)，而誘導型轉基因煙草表型與野生型之間沒有明顯的差異。說明誘導表達TaFBA1可以消除過表達該基因所帶來的影響。
　　(3)水分脅迫下RD29A∷ TaFBA1轉基因煙草較野生型具有較高的種子萌發(fā)率;干旱脅迫和復水試驗發(fā)現，RD29A∷ TaFBA1轉基因煙

4、草在幼苗階段和成苗階段均具有較高的干旱抗性，可以在干旱脅迫下保持較高的存活率和生物量。另外，與野生型相比，干旱脅迫下RD29A∷ TaFBA1轉基因煙草具有相對穩(wěn)定的光合作用。
　　(4)干旱脅迫下，與野生型相比，RD29A∷ TaFBA1轉基因煙草可以維持較高的水分保持能力。轉基因煙草具有較高的相對含水量，較低的水分散失速率以及較低的滲透勢。同時，RD29A∷ TaFBA1轉基因煙草中具有較高的可溶性糖和脯氨酸含量，說明TaFB

5、A1的表達可以促進部分滲透調節(jié)物質的積累，從而降低滲透勢，促進植物體內的水分保持，提高植物對干旱的抗性。
　　(5)干旱脅迫下，與野生型相比，RD29A∷ TaFBA1轉基因煙草具有較高的抗氧化能力。轉基因煙草中H2O2含量以及O2·-產生速率均低于野生型，說明所受氧化脅迫較輕;轉基因煙草中MDA含量以及電解質外滲速率也低于野生型，說明轉基因煙草的膜相對穩(wěn)定。RD29A∷ TaFBA1轉基因煙草中抗氧化酶（如SOD、CAT、APX