菠菜膽堿單加氧酶基因轉(zhuǎn)化馬鈴薯的研究.pdf

1、干旱和鹽堿是全球面臨的嚴(yán)重問題之一，也是制約我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素。鹽堿地不僅降低耕地的生產(chǎn)力，而且嚴(yán)重制約著耕地持續(xù)利用，直接影響著農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。許多重要的農(nóng)作物如水稻、馬鈴薯、煙草等對(duì)干旱和鹽堿比較敏感，缺乏有效的耐旱機(jī)理，經(jīng)常因干旱和鹽堿造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。隨著基因工程領(lǐng)域的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)克隆出很多具有提高植物耐鹽堿能力的功能基因。 甜菜堿是高等植物重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在調(diào)節(jié)植物對(duì)環(huán)境脅迫的適應(yīng)性，提高植物對(duì)各種脅

2、迫因子抗性等方面具有重要的生理作用。膽堿單加氧酶（CMO）是滲透保護(hù)劑甜菜堿生物合成的關(guān)鍵酶之一。馬鈴薯自身并不能積累甜菜堿，如果利用基因工程技術(shù)，把CMO基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物，使其積累甜菜堿，將有可能達(dá)到增強(qiáng)農(nóng)作物抗旱耐鹽性的目的。 本研究的主要目的是通過根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將強(qiáng)組成型表達(dá)啟動(dòng)子CaMV35S和逆境誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子rd29A驅(qū)動(dòng)的菠菜膽堿單加氧酶（CMO）基因?qū)腭R鈴薯栽培品種夏波蒂（Shepody）和費(fèi)烏瑞它（Favor

3、ita）中，以研究單獨(dú)轉(zhuǎn)化CMO基因?qū)︸R鈴薯抗旱耐鹽性的影響，為豐富植物轉(zhuǎn)基因理論和培育抗逆作物新品種提供理論依據(jù)。取得的主要研究結(jié)果如下： 1．以馬鈴薯栽培品種Shepody和Favorita為實(shí)驗(yàn)材料，利用固體培養(yǎng)法和液體培養(yǎng)法進(jìn)行了試管薯的誘導(dǎo)，并對(duì)其農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明，誘導(dǎo)芽分化的過程中，2000 lux的光照強(qiáng)度有利于試管薯薄片直接再生出抗性芽，馬鈴薯試管薯轉(zhuǎn)化效率可達(dá)51%。 2

4、．用馬鈴薯栽培品種Shepody和Favorita的試管薯為供體材料，分別用組成型表達(dá)啟動(dòng)子CaMV35S和逆境誘導(dǎo)表達(dá)啟動(dòng)子rd29A驅(qū)動(dòng)的CMO基因表達(dá)載體進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，獲得了轉(zhuǎn)化植株。通過PCR擴(kuò)增初步表明CMO基因已整合到馬鈴薯基因組中。 3．對(duì)轉(zhuǎn)基因馬鈴薯植株的形態(tài)學(xué)觀察表明，轉(zhuǎn)基因植株的形態(tài)正常，未發(fā)生畸形突變。在干旱和鹽堿脅迫下，轉(zhuǎn)基因植株與未轉(zhuǎn)基因的對(duì)照相比，其抗旱耐鹽性差異不大。從而說明，單獨(dú)轉(zhuǎn)化CMO基因?qū)μ?/p>