AVP1基因轉(zhuǎn)化百脈根及其轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽抗旱性研究.pdf

1、土壤鹽堿化和荒漠化是人類面臨的一個世界性問題。百脈根是世界著名的多年生優(yōu)良豆科牧草之一。但是，百脈根耐鹽抗旱能力較弱，難以適應(yīng)高鹽干旱的生長環(huán)境。因此，在常規(guī)育種的基礎(chǔ)上，利用生物技術(shù)對其加以遺傳改良，以培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種，對改良和利用我國大面積的鹽堿地和荒漠化土地具有重要意義。 大量研究表明，過量表達(dá)AVP1可明顯增強轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽性和抗旱性。本文以百脈根為實驗材料，用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法成功地將AVP1基因轉(zhuǎn)入百脈根，

2、對得到的8株抗性植株進(jìn)行PCR檢測，并對轉(zhuǎn)基因植株的耐鹽性和抗旱性進(jìn)行檢測，主要結(jié)果如下： 1.建立了百脈根高頻再生體系。子葉是理想的受體材料，B5+0.5mg/L6-BA是最佳分化培養(yǎng)基，最適的生根培養(yǎng)基為1/2MS+0.05mg/L NAA。 2.建立了根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)AVP1基因轉(zhuǎn)化百脈根的遺傳轉(zhuǎn)化體系。300mg/L的羧芐青霉素便可有效抑制農(nóng)桿菌GV3101的生長；卡那霉素對體胚的選擇壓為50mg/L；最佳預(yù)培養(yǎng)時

3、間、菌液濃度和共培養(yǎng)時間分別為3-4d、0.5和3d。 3.PCR檢測結(jié)果顯示，8株抗性植株均為陽性，證明目的基因已經(jīng)整合到百脈根基因組中。 4.在200mmol/L NaCl下處理7d，超表達(dá)ACP1的轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出更強的耐鹽性，仍然能夠生長正常，而野生植株的生長則受到嚴(yán)重抑制，甚至死亡；經(jīng)過5d的干旱脅迫，野生植株生長減弱，并出現(xiàn)萎蔫，而轉(zhuǎn)基因植株生長正常，直到7d后才發(fā)生萎蔫，所有植株復(fù)水后，轉(zhuǎn)基因植株解除萎蔫并

4、恢復(fù)正常生長，而野生植株則死亡。這表明轉(zhuǎn)基因植株在鹽脅迫和干旱脅迫下的生長狀況要明顯好于野生植株。 5.隨著NaCl濃度的增加，所有植株的地上部干重在逐漸下降，但野生植株下降的更快。在200mmol/L NaCl下，野生植株的地上部干重下降了52％，而轉(zhuǎn)基因植株的地上部干重僅下降了33％。 6.與野生植株相比，在鹽脅迫和干旱脅迫下，轉(zhuǎn)基因植株中保持了較多的水分。在200mmol/L NaCl或干旱脅迫7d后，野生植株葉片

5、失水更多，相對含水量分別下降了36％和38％，而轉(zhuǎn)基因植株的相對含水量僅分別下降了18％和24％。 7.隨著NaCl濃度的增加或干旱脅迫時間的延長，轉(zhuǎn)基因植株和野生植株的MDA含量和相對質(zhì)膜透性均呈增加趨勢，但野生植株增加的更快。在200mmol/L NaCl或干旱脅迫7d后，轉(zhuǎn)基因植株的MDA含量分別比野生植株低35％和27％，相對質(zhì)膜透性分別比野生植株低28％和27％。 8.AVP1基因的超表達(dá)可保護(hù)轉(zhuǎn)基因百脈根的光

6、合系統(tǒng)。在200mmol/L NaCl下，野生植株的凈光合速率減少了60％，而轉(zhuǎn)基因植株的經(jīng)光合速率僅減少了40％。經(jīng)過7d的干旱脅迫，野生植株的凈光合速率減少了68％，而轉(zhuǎn)基因植株的凈光合速率則減少了47％。 9.轉(zhuǎn)基因植株葉片和根中積累了更多的Na+、K+和Ca2+。在200mmol/L NaCl下，轉(zhuǎn)基因植株葉片中的Na+、K+和Ca2+分別比野生植株高30％、41％和81％，根中的Na+、K+和Ca2+分別比野生植株高1