论文部分内容阅读
RNA结合蛋白参与植物逆境响应和生长发育过程。本实验室前期研究表明,苹果属(Malus)植物RNA结合蛋白MhYTP1和MhYTP2参与短期自然干旱、水涝、高低温、高盐和低营养等非生物胁迫响应,也参与到抵御苹果褐斑病病菌侵染响应。中国是全球生产苹果最多的国家,西北旱区作为中国最大的苹果产区,长期中度干旱是该产区苹果生产的最大限制因素,而鉴定在长期干旱条件下与水分利用效率(WUE)调控相关的基因能够为苹果抗旱和水分高效利用的分子育种提供候选基因。本文以MhYTP1和MhYTP2的超表达植株为材料,研究了这两个基因对长期干旱条件下苹果WUE的调控功能,对苹果抗逆育种具有重要的理论意义。获得的主要结果如下:1.长期干旱条件下,MhYTP1超表达转基因植株比野生型植株的净光合速率和WUE均显著提高。进一步分析表明:干旱处理40和80天后,超表达MhYTP1提高了苹果植株的ABA含量;对处理80天的叶片气孔特性观察后发现,超表达MhYTP1增加了叶片的气孔密度,降低了气孔开张度。上述结果表明,MhYTP1通过提高植物内源ABA水平而调控叶片气孔密度及开张度,从而提高苹果在长期干旱条件下的WUE与抗旱性。2.通过MhYTP1超表达转基因植株的嫁接试验发现,MhYTP1超表达转基因植株作为接穗可明显降低整株植株的蒸腾速率,继而提高WUE。说明MhYTP1转基因植株作接穗比作砧木更能提高植株的抗旱性。同时还发现,用MhYTP1转基因植株作砧木比野生型植株作砧木能降低植株的蒸腾速率,提高WUE。说明MhYTP1转基因植株作砧木比野生型植株作砧木也能提高抗旱性。3.在长期干旱和正常供水条件下,MhYTP2转基因植株比野生型植株具有更高的WUE和更强的抗旱性。进一步分析表明:MhYTP2转基因植株的净光合速率和根系吸水能力增强,且MhYTP2超表达可激活乙烯信号转导途径和引起ABA含量增加,继而导致叶片气孔开张度减小,从而实现植株蒸腾速率的降低。4.通过MhYTP1和MhYTP2超表达转基因植株的嫁接试验发现,MhYTP2转基因植株作砧木比作接穗对提高植株光合速率、WUE以及根系吸水能力的作用更强,表明MhYTP2适合作为以提高WUE为目的的砧木生物技术育种候选基因。同时发现,在5个嫁接组合中,以MhYTP1转基因植株作接穗,以MhYTP2转基因植株作砧木的组合表现出最强的抗旱性。