逆境诱导启动子驱动ABP9表达的转基因纯系水稻植株的分子鉴定及抗旱性分析

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干旱、高盐、低温等非生物逆境严重影响植物的生长发育和农作物的产量。水稻作为我国主要的粮食作物之一,其整个生育期需水量大,抗旱、耐盐性较差。因此,培育抗旱、耐盐的水稻对于提高水稻产量具有重要的意义。本实验室前期通过酵母单杂交的方法克隆得到与玉米过氧化氢酶基因(Cat1)启动子区的ABRE2(ABA Responsive Element 2)元件特异结合的bZIP类转录因子ABP9基因,并证明ABP9通过参与植物体内ABA信号传导和ROS的代谢平衡显著提高了转基因拟南芥的抗逆性。因此,本实验室通过农杆菌介导的遗传转化方法,将分别由组成型启动子Ubi和诱导型启动子Pabp9驱动表达的ABP9基因导入到水稻受体品种Dongjin中,以期提高水稻材料的抗旱、耐盐性。本论文工作主要通过连续多代的分子检测,鉴定Pabp9-ABP9表达的转基因水稻植株,并得到转基因纯和株系;通过苗期的抗旱生理实验对转基因株系的抗旱性进行初步鉴定,并据此筛选抗旱性强的转基因株系。本工作为水稻抗逆育种提供了优良的种质资源,同时为进一步研究ABP9在水稻中的功能创制了材料。通过本论文的研究工作得到的主要结论如下:1.对通过农杆菌介导的遗传转化方法获得的转ABP9水稻材料进行多世代连续跟踪PCR检测,鉴定出6个Pabp9-ABP9转基因纯合株系,编号分别为:A212-15-8,A212-15-10,A212-20-1,A212-20-10,A212-20-11,A212-25-11。2.转Pabp9-ABP9水稻株系的Sorthern分子杂交结果表明:A212-20-1,A212-20-10,A212-20-11植株含单拷贝;A212-25-11含2个拷贝;A212-15-8,A212-15-10有1或2个拷贝;Northern杂交结果表明:ABP9在A212-15-10、A212-20-11中均有表达。3.苗期抗旱生理实验中,结果表明:在干旱胁迫下,与野生型相比,在干旱胁迫下,Ubi-ABP9转基因植株光合作用受到的抑制最小,光和效率最高;Pabp9-ABP9转基因植株次之;野生型植株受到的抑制最大,光和效率最低。4.旱处理后复水存活率统计,结果表明:与野生型相比,Ubi-ABP9转基因植株的存活率明显提高,Pabp9-ABP9转基因植株的存活率也高于野生型。
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