矮沙冬青甜菜堿醛脫氫酶基因(AnBADH)轉(zhuǎn)化煙草及其對(duì)耐旱和耐鹽性的改良.pdf

1、干旱和土壤鹽漬化等非生物逆境，嚴(yán)重制約了作物生長(zhǎng)發(fā)育和地理分布，是造成農(nóng)作物產(chǎn)量下降甚至絕收的原因之一。提高作物抵抗逆境脅迫的能力，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。植物為了適應(yīng)或抵抗不利環(huán)境，在進(jìn)化過(guò)程中逐步形成了一定的抗逆機(jī)制來(lái)減輕脅迫傷害。矮沙冬青（Ammopiptanthus nanus）與蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongollcus)同屬豆科沙冬青屬，是第三紀(jì)古地中海消失后，在氣候旱化過(guò)程中逐漸適應(yīng)，并在塔里木盆地西

2、部幸存下來(lái)的殘遺物種。對(duì)其干旱瘠薄的惡劣環(huán)境有極強(qiáng)的適應(yīng)性，是我國(guó)西部荒漠地區(qū)唯一常綠闊葉灌木?？寺“扯嗫鼓嫦嚓P(guān)基因，異源轉(zhuǎn)化表達(dá)驗(yàn)證其功能，可為抗逆轉(zhuǎn)基因育種提供基因資源。
　　本實(shí)驗(yàn)用前期克隆的矮沙冬青甜菜堿醛脫氫酶基因AnBADH，構(gòu)建雙子葉植物表達(dá)載體，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化野生型煙草品系“W38”，對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草株系進(jìn)行抗逆相關(guān)測(cè)定，得到如下結(jié)果:
　　1.通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草，經(jīng)潮霉素初步篩選后獲得58個(gè)抗性

3、植株，PCR檢測(cè)鑒定，其中20個(gè)植株為陽(yáng)性，擴(kuò)增條帶大小和質(zhì)粒一致，說(shuō)明AnBADH基因插入到煙草基因組中。
　　2.選取H13、H16和H22三個(gè)陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因煙草T1株系的種子，在含有20 mg·L-1潮霉素的MS培養(yǎng)基上做發(fā)芽試驗(yàn)，分別并移栽至含有200 mmol·L-1 NaCl和200mmol·L-1甘露醇的MS固體培養(yǎng)基上，模擬高鹽、干旱脅迫，觀察測(cè)定其形態(tài)變化。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)AnBADH基因煙草株系的幼苗在干旱和高鹽脅迫脅

4、迫條件下均能夠正常生長(zhǎng)，與野生型對(duì)照相比，植株健壯，側(cè)根發(fā)達(dá)，根系更長(zhǎng)，具有一定抵抗干旱和高鹽脅迫的能力。
　　3.經(jīng)抗生素篩選和PCR檢測(cè)的H13、H16和H22的T1代陽(yáng)性株系，用10％的聚乙二醇6000和300 mmol·L-1的NaCl模擬干旱和高鹽脅迫，測(cè)定葉片的相對(duì)電導(dǎo)率，以及葉片中甜菜堿、游離脯氨酸、丙二醛和可溶性糖的含量。結(jié)果表明，干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因和野生型植株甜菜堿含量差異不明顯，轉(zhuǎn)基因株系可溶性糖含量明顯增加，轉(zhuǎn)

5、基因H13和H16兩個(gè)株系的游離脯氨酸含量增加，H22株系的丙二醛含量在脅迫之后明顯降低，轉(zhuǎn)基因株系相對(duì)電導(dǎo)率在干旱脅迫第2d和第3d顯著低于野生型對(duì)照。高鹽脅迫下，轉(zhuǎn)基因和野生型植株甜菜堿含量變化差異不明顯，轉(zhuǎn)基因株系可溶性糖含量明顯增加，游離脯氨酸含量均有所上升，而丙二醛含量明顯減少。轉(zhuǎn)基因株系相對(duì)電導(dǎo)率在高鹽脅迫第2d顯著低于野生型對(duì)照。
　　4.在自然干旱條件下，轉(zhuǎn)基因煙草株系耐受能力強(qiáng)于野生型，在干旱處理28 d后，上部