轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗苗期抗旱性及相關(guān)基因表達(dá)分析.pdf

1、與傳統(tǒng)育種相比，分子育種可以大大縮短育種周期，并且獲得甘蔗生長(zhǎng)上所需的優(yōu)良性狀。農(nóng)業(yè)部甘蔗生理生態(tài)與遺傳改良實(shí)驗(yàn)室利用擬南芥中克隆獲得的誘導(dǎo)型啟動(dòng)子rd29A，構(gòu)建高效植物表達(dá)載體，將從斑茅克隆的抗旱調(diào)控基因Ea-DREB2B，通過(guò)基因槍轉(zhuǎn)化的方法獲得一批轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因的甘蔗無(wú)性系材料。本研究通過(guò)抗旱評(píng)價(jià)，選用抗旱能力相對(duì)較強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11作為研究材料，以受體材料FN95-1702和栽培面積較大的ROC22為對(duì)照，通

2、過(guò)桶栽模擬自然干旱條件，研究水分脅迫下轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11及對(duì)照的致死天數(shù)、生理響應(yīng)及相關(guān)基因表達(dá)量變化等。探討轉(zhuǎn)基因甘蔗在水分脅迫下的抗旱特性及抗旱機(jī)理。主要結(jié)果如下:
　　1、在水分脅迫下，轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11在持續(xù)干旱脅迫甘蔗致死天數(shù)、光合作用、滲透調(diào)節(jié)、膜破壞程度和保護(hù)酶活性等幾個(gè)方面表現(xiàn)比對(duì)照要好，表明了干旱條件下轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗T7和T11有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
　　(1)通過(guò)PCR對(duì)T7和T11葉片中

3、的Ea-DREB2B基因進(jìn)行檢測(cè)，在轉(zhuǎn)基因T7和T11材料中能檢測(cè)到EaDREB2B基因，在受體材料FN95-1702中未能發(fā)現(xiàn)目的基因，表明EaDREB2B基因能在甘蔗中穩(wěn)定遺傳。
　　(2)在干旱脅迫下，轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11葉片中的Ea-DREB2B基因在葉片內(nèi)高效表達(dá)，并呈現(xiàn)“升高-升高-降低”的表達(dá)變化特點(diǎn)，復(fù)水10天后，表達(dá)量仍在正常供水處理的2倍左右。在干旱脅迫下，T7和T11葉片中葉綠素a、b及葉綠素總量保持較高的

4、含量;在持續(xù)的干旱脅迫下，T7和T11甘蔗致死水分臨界點(diǎn)及所有植株完全致死所需的天數(shù)均高于ROC22和FN95-1702，表明轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因的甘蔗有較強(qiáng)的耐旱性。
　　(3)干旱脅迫下，轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗T7和T11葉片中的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量大量積累，積累量要高于受體材料FN95-1702和對(duì)照ROC22;通過(guò)葉片中滲透物質(zhì)的調(diào)節(jié)，T7和T11葉片相對(duì)含水量降幅低于FN95-1702和ROC22;

5、復(fù)水處理后，葉片中脯氨酸和可溶性糖含量急劇下降;可溶性蛋白下降較慢;葉片相對(duì)含水量上升。
　　(4)在干旱脅迫下，T7和T11葉片的質(zhì)膜透性低于FN95-1702和ROC22，重度脅迫時(shí)，T7和T11葉片丙二醛的含量低于FN95-1702，表明干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因甘蔗的膜脂過(guò)氧化損壞程度較低。同時(shí)T7和T11葉片中保護(hù)酶(SOD、POD)的活性高于對(duì)照，積極地清除細(xì)胞內(nèi)活性氧，大大減少了膜脂氧化程度和對(duì)膜的傷害。
　　2、干旱脅

6、迫下，T7和T11葉片Ea-DREB2B基因過(guò)表達(dá)作用。相比正常供水，T7和T11葉片保護(hù)酶相關(guān)基因(CAT、Fe/Mn-SOD、APX)的相對(duì)表達(dá)量要明顯高于ROC22和FN95-1702，可以看出轉(zhuǎn)基因甘蔗積極的清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧。復(fù)水后，CAT基因表達(dá)量仍然較高。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相關(guān)酶基因(PRODH、SRM)在干旱脅迫下表現(xiàn)為下調(diào)表達(dá)，其中PRODH基因表達(dá)量要低于FN95-1702，復(fù)水后PRODH基因表達(dá)量迅速上升;而SRM基因