论文部分内容阅读
脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种植物激素,在植物生活周期的各个阶段都起重要的作用,包括种子的发育、休眠、萌发,植株生长,果实成熟等方面。此外,脱落酸在调控植物对各种环境胁迫的应答上起着关键作用,是植物体内重要的逆境响应激素。本实验室从盐芥中克隆了ABA合成途径中的关键限速酶基因94-顺式环氧化类胡萝卜素过氧化物酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因,进而利用DNA重组技术构建了植物表达载体。在此基础上,本论文用携带以上载体的农杆菌LBA4404转化烟草叶盘,获得转正反义ThNCED基因的烟草植株,研究了ThNCED基因对烟草抗旱性和生长发育的影响。
在对T<,0>代转基因烟草的PCR检测的基础上,分别对正反义转基因烟草进行了Southem blotting分析,结果显示绝大多数PCR检测阳性植株杂交结果为阳性,说明外源基因整合到烟草基因组中,多为1-2拷贝。
在聚乙二醇模拟的干旱胁迫条件下,转正义ThNCED基因的烟草植株促进气孔关闭,气孔开度低于对照植株,而转反义ThNCED基因的烟草能阻止气孔关闭。对转基因烟草T1代种子萌发率的分析表明,转正义ThNCED基因的烟草植株的种子与对照植株相比萌发延迟,5d时CN+8的萌发率为4﹪,对照株系萌发率为30﹪,而反义转基因烟草株系CN-40的萌发率为63﹪。结合气孔开度和种子萌发结果,选择CN+8和CN-40株系进行下一步的研究。
烟草离体叶片热风胁迫处理的实验结果表明,在干旱胁迫条件下转正义ThNCED基因株系丙二醛含量的积累比对照低,游离脯氨酸含量,可溶性糖的积累比对照株系高,显示了抗干旱胁迫能力的增强,转反义ThNCED基因株系与对照相比差别较小。烟草植株整株干旱胁迫处理后,转正义ThNCED基因株系丙二醛含量,游离脯氨酸含量,可溶性糖的积累与离体叶片实验的结果相似,但是转反义ThNCED基因株系与对照相比有明显的差别。
正常环境条件下,转正义ThNCED基因的烟草株系其最大净光合速率低于对照,转反义ThNCED基因的烟草株系最大净光合速率与对照比没有明显的差别。转正义ThNCED基因的烟草株系的气孔导度和叶片蒸腾速率与对照株系相比明显的偏低,而转反义ThNCED基因的烟草株系与对照株系相比无明显的差异。在干旱胁迫处理0天、3天、6天分别测定不同烟草株系的非光化学淬灭(NPQ)的变化,干旱处理3天对所有株系的NPQ值没有影响,而干旱处理6天转正义ThNCED基因的烟草株系的NPQ明显低于对照。
转基因株系与野生型对照在10-12叶期前没有明显的差别,随着植株继续发育,不同株系在株高、节间距、花蕾数出现差异。转正义ThNCED基因的烟草株系的花蕾数明显的多与对照株系。转正义ThNCED基因的烟草株系花粉萌发率低于对照株,花粉管生长缓慢,而转反义ThNCED基因的烟草株系的花粉萌发率高于对照。
本论文以转正反义ThNCED基因的转基因烟草为材料,分析了转ThNCED基因的烟草株系的耐旱性和光合特性的变化,为进一步研究ABA的合成调控对植物抗逆性和光合作用的影响奠定了基础。