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隐花色素是一类蓝光受体,在植物体内主要负责感受外界光环境,具有多种生物学功能,在植物生长和发育中发挥着重要调控作用,如对逆境胁迫的响应、光形态建成、向性生长、气孔开闭、开花时间、根系生长、避荫反应等。隐花色素相关基因作为分子改良作物农艺性状及抗逆性等重要性状的基因资源,开发潜力巨大。目前对隐花色素基因功能研究仅集中在拟南芥等少数植物中,在马铃薯等作物及经济植物中的研究与利用非常有限。因此利用基因工程技术将隐花色素相关基因转化马铃薯,为创制马铃薯优异种质材料提供重要的研究手段。本研究依托宁夏农业生物技术重点实验室已建立的马铃薯高效遗传转化体系,将大豆隐花色素基因转化马铃薯,通过分子鉴定和表型鉴定,筛选出对光周期变化反应更敏感与抗旱性、耐盐性增强的转基因株系,为初步揭示隐花色素基因转化马铃薯后能够表达其功能,同时可以表现出对光反应更敏感和较强的抗旱性、耐盐性提供理论基础。主要研究结果如下:1.利用农杆菌介导法,以马铃薯品种“大西洋”为受体,将大豆隐花色素5个相关基因(pearly gate 1 04-Glyma.10G180600、pearlygate1 04-Glyma.04G101500、pearlygate 1 04-Glyma.06G103200、pearlygate 104-Glyma.02G005700、pearlygate104-Glyma.20G209900)进行转化,经PCR、RT-PCR检测获得阳性株系25个。2.研究了人工模拟光照条件,长日照(光16h/暗8h)、中日照(光12h/暗12h)和短日照(暗16 h/光8 h)三种光周期处理对转化大豆隐花色素基因阳性株系生长的影响。结果表明:随着光照时间的增加,转基因株系株高显著降低,叶片数量、叶面积、茎粗均显著增加。在短日照条件下,转基因株系株高、叶片数量、茎粗和叶面积较对照增加1-5.5 cm、2-16片、0.26-0.79 mm和0.15-0.46 cm2;在中日照条件下,转基因株系株高、叶片数量、茎粗和叶面积较对照增加1.5-4.5 cm、2-18片、0.26-0.8 mm和0.4-2.46 cm2;在长日照条件下,转基因株系株高较对照降低0.5-4.5 cm,转基因株系叶片数量、茎粗和叶面积较对照分别增加6-27片、0.31-2.38 mm和0.88-3.41 cm2。说明,大豆隐花色素基因的转化显著提高了马铃薯对光信号的反应能力。3.以120mmoL/LNaCL和10%PEG分别模拟盐、旱胁迫,对转基因株系进行株高、根长、与抗旱和耐盐性相关的生理指标测定,结果表明:旱胁迫条件下,转基因植株株高、根长分别较对照增加0.7-4.5cm、1.8-4.1 cm,盐胁迫条件下,转基因植株株高、根长分别较对照增加0.5-4.0cm,1.8-4.1 cm;盐、旱胁迫条件下脯氨酸含量较对照相比分别增加123.8μg/g、285.2μg/g;盐、旱胁迫条件下丙二醛含量较对照相比分别减少14.8nmol/mL、34.2nmol/mL,检测结果进一步验证了转入隐花色素基因能够显著提高马铃薯的抗旱耐盐性。4.采用RT-PCR方法从马铃薯栽培种“大西洋”叶片中克隆了 1个隐花色素基因Ctyptochrome1全长cDNA。利用qPCR对该基因组织表达分析表明,StCRY1基因在马铃薯根、茎、叶、花、块茎中均有表达,且该基因在叶片中的表达量最高。综上所述,本研究利用农杆菌介导法将大豆隐花色素相关基因转化马铃薯,获得了转基因阳性株系;经不同光周期和旱、盐条件胁迫处理,对转基因阳性株系进行了光反应、抗旱性和耐盐性研究。另外,通过RT-PCR方法从马铃薯栽培种“大西洋”中分离获得了隐花色素基因StCRY1,并分析了该基因的表达模式,初步阐明了马铃薯SrCRY1生物学功能,丰富了植物CRY1基因功能研究,为培育抗逆性强的马铃薯新品种提供支撑。