香根草忍耐铅污染的生理生化机理及香根草转AtCBF3基因体系的构建

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香根草(Vetiveria zizannoides)是理想的水土保持和环境修复物种之一,具有适应能力强,生长繁殖快,根系发达,耐旱耐盐等特性。随着人们对生态环境的日益关注,香根草引起越来越多国家和地区的重视。本实验主要研究了其忍耐铅的生理生化特性,同时构建了香根草再生体系的建立和农杆菌介导AtCBF3基因的转化,旨在为进一步在苏北开发利用香根草提供理论依据和技术指导。主要结果如下:1、200 mg/L Pb处理时,香根草叶片生长更快,叶绿素含量更高,根系更为发达。随着Pb浓度的增加,植株的生长受到不同程度的抑制,叶片生长速率、植株分蘖、根部发育、叶绿素合成均明显受到抑制。2、通过不同铅水平处理植株叶片保护酶SOD、POD、CAT活性影响的测定,结果表明:香根草对Pb有较强的耐性。通过原子吸收光谱技术测定香根草根茎组织对Pb的吸收,结果显示:香根草植株对Pb有较强的吸收能力。再者,香根草本身具有强大的生物量和根系,因而香根草是一种优良的修复Pb污染植物材料。3、香根草在多领域有着广泛的应用价值,但是其本身较弱的耐寒性限制了其在寒冷地带的应用。本实验在建立香根草组织培养的基础上,利用农杆菌介导技术,初步获得转AtCBF3基因植株。(1)再生体系的建立外植体的来源、光照条件、植物生长调节剂组合等条件是影响植物愈伤组织诱导和植株再生的主要因素。本研究首先以香根草的腋芽为外植体,通过培养基成分的优化,得出愈伤组织诱导的最佳培养基为:MS + 3.0 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L KT。不同培养基条件将产生不同类型的愈伤组织,其中黄白色、颗粒状的愈伤组织为胚性愈伤,能够再生植株;而水渍状、无明显结构的愈伤组织为不能再生植株的非胚性愈伤。在愈伤组织的诱导和分化培养基中,添加适量的水解酪蛋白,可以明显改善愈伤组织的质量,提高愈伤组织的分化能力。最佳分化培养基为:MS + 0.5 mg/L NAA + 1.0 mg/L 6-BA,最佳生根培养基为:1/2 MS + 0.5 mg/L NAA。愈伤组织的诱导频率为78%,胚性愈伤再生为植株的频率为95%以上。从愈伤组织的诱导到植株获得,大概需要5个月的时间。( 2 )农杆菌介导的遗传转化首先将目的基因AtCBF3连到载体pCAMBIA1301上,构建植物表达载体pCAMBIA1301/ AtCBF3,通过农杆菌介导的方法将目的基因AtCBF3导入香根草基因组。
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