擬南芥chyB和DREB2A基因對轉基因煙草抗逆的研究.pdf

1、植物直接生活在復雜多變的自然環(huán)境中。干旱、鹽堿、寒冷及高溫等逆境是導致農作物減產的重要原因。在逆境脅迫下,植物會發(fā)生各種生理生化改變,產生活性氧,使植物受到生理傷害,嚴重時甚至導致植物死亡。為適應逆境,植物在漫長的進化過程中演化出了對這些逆境脅迫的應答機制,例如:氣孔關閉、細胞膜及胞質成分的改變等。
　　在對逆境脅迫基因啟動子區(qū)分析的研究中,發(fā)現許多基因的啟動子區(qū)含有保守序列:A/GCCGAC,即脫水應答元件(DRE)。1997年

2、,Stocking等人用酵母一元雜交從擬南芥中分離了一個DRE/CRT結合蛋白CBF1以來,已克隆到了許多DREB相關基因(DREB-like),這些基因產物能夠結合啟動子區(qū)的DRE/CRT元件,啟動一系列抗逆基因的表達,并賦予植物耐鹽、干旱、寒冷、高溫等能力。在植物抗鹽基因工程領域,DREB家族基因一直備受關注,研究者通過轉基因手段將DREB導入植物基因組中,得到了許多抗性增強的轉基因品種。
　　為探索DREB2ACA基因(co

3、nstitutive activate DREB2A,組成型激活DREB2A基因)在植物抗鹽反應中的功能及其在植物抗逆基因工程中的運用,我們用SOE-PCR(overlapping extension-PCR,重疊延伸PCR)方法克隆了DREB2ACA,并將其置于鹽誘導的rd29A啟動子控制下,構建了植物表達載體,并通過農桿菌介導的方法將目的基因轉入煙草。RT-PCR表明,目的基因受鹽脅迫誘導表達。在鹽處理條件下,轉基因煙草比對照具有更

4、好的生長狀態(tài),含有較高的光合色素,具有較高的光合速率及較低的MDA含量。在鹽脅迫下,外源轉基因激活了煙草內源LEA基因的表達,并保持了較高的抗氧化酶活性及較高的小分子滲透保護劑脯氨酸的含量。研究表明DREB2ACA的表達提高了植物抗逆能力,該基因在抗鹽領域具有廣闊的應用前景。
　　類胡蘿卜素在植物生命活動中發(fā)揮著光合作用和光保護的重要功能,是植物體內不可或缺的重要物質。為了研究玉米黃素對植物的保護功能,我們通過農桿菌介導的轉基因技

5、術,在煙草中強表達了chyB基因,通過HPLC檢測發(fā)現,該分子操作使煙草葉黃素循環(huán)色素(玉米黃質,堇菜黃質)提高了2-4倍。在高光強條件下,轉基因植物能夠將更多地β-胡蘿卜素轉化為玉米黃質。在紫外脅迫下,轉基因植物得到了更好的保護。在干旱條件下,轉基因植物葉片含有較少的MDA,說明其受到的膜氧化損傷較為輕微。與對照比較,轉基因植物擁有更高的光合能力,光化學效率。進一步設計實驗探討這種保護機制,發(fā)現轉基因植物有更好的抗氧化能力,但是其NP