鐵蛋白基因在翠冠梨和轉(zhuǎn)基因嘎拉蘋果微嫁接植株中的表達(dá)特性研究.pdf

1、生物與非生物脅迫是影響植物產(chǎn)量的主要限制因素。在逆境脅迫(病原物侵染、干旱、高低溫、金屬離子毒害、機(jī)械損傷、紫外輻射等)條件下都有活性氧的快速積累，嚴(yán)重破壞了植物細(xì)胞的正常生理機(jī)能。鐵等過渡金屬離子催化的Fenton反應(yīng)可以有效調(diào)節(jié)自由基的濃度。降低細(xì)胞內(nèi)的Fe2+鐵離子濃度就會減少-OH等自由基，從而減少植物細(xì)胞的損害，增強植物對多種逆境脅迫的耐受性。同時鐵蛋白能以可溶和生物可以利用的形式存儲鐵原子達(dá)4500個，廣泛存在于動物、植物和

2、細(xì)菌中。因此，增強植物體內(nèi)的鐵蛋白基因的表達(dá)，既可增加植株中的鐵含量，又可增強植株對逆境脅迫的抗性。鐵蛋白結(jié)合游離鐵為增強農(nóng)作物的氧化脅迫耐受性，減輕植物傷害提供了一種新途徑。本實驗以翠冠梨組培苗為試驗材料，使用熒光定量RT-PCR方法研究了鐵蛋白基因在非生物脅迫條件下的表達(dá)特性。同時獲得嘎拉蘋果微嫁接組培苗，研究轉(zhuǎn)基因接穗內(nèi)、外源鐵蛋白基因的表達(dá)特性。研究結(jié)果如下： 1.對檢測鐵蛋白基因的實時熒光定量反轉(zhuǎn)錄PCR方法進(jìn)行研究，

3、結(jié)果表明，所設(shè)計引物特異，建立了準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠的定量方法。并在此基礎(chǔ)上，通過實時熒光定量反轉(zhuǎn)錄PCR方法，以翠冠梨組培苗及田間成熟果實為材料，對其所含四種鐵蛋白基因(PpFer1，PpFer2，PpFer3，PpFer4)在莖，葉片，莖尖，果實的表達(dá)特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，四種鐵蛋白基因在葉片中的表達(dá)量顯著高于其它部位。PpFer1在莖中的表達(dá)量顯著低于果實，果實、莖與莖尖相比，表達(dá)量無顯著性差異。PpFer2與PpFer4的表達(dá)

4、量在莖中最低，在果實與莖尖中表達(dá)量無顯著性差異。PpFer3在莖、果實與莖尖中表達(dá)量無顯著性差異。在葉片中，PpFer2的表達(dá)量略高于PpFer2，PpFer3與PpFer4。 2.本文通過實時定量PCR方法，在非生物脅迫條件下，對翠冠梨組培苗四種鐵蛋白基因(PpFer1，PpFer2，PpFer3，PpFer4)表達(dá)特性進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，經(jīng)不同時間鐵處理，四種鐵蛋白基因表達(dá)量的變化主要體現(xiàn)在處理的早期，且鐵蛋白基因在各個

5、時間有不同程度的表達(dá)差異。對于不同激素處理，ABA對鐵蛋白基因的影響最大，可以有效誘導(dǎo)四種鐵蛋白基因的表達(dá)，其中對PpFer2的誘導(dǎo)能力最強。分別經(jīng)BA、GA3、IAA處理，對四種鐵蛋白表達(dá)的誘導(dǎo)能力依次減弱。各非生物脅迫處理相比較，氧化脅迫處理對鐵蛋白基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用最強，其次是鹽脅迫，高溫脅迫，低溫脅迫。其中PpFer1與PpFer3的表達(dá)量，經(jīng)氧化處理與鹽脅迫處理6h、高溫處理12 h達(dá)到最高。鹽脅迫與高溫脅迫處理6h后對PpF

6、er4的表達(dá)量誘導(dǎo)最強。四種鐵蛋白基因經(jīng)不同時間段的激素與非生物脅迫處理，表達(dá)量也有不同程度的差異。各基因在處理后表達(dá)的差異與啟動子的序列元件差異有關(guān)。經(jīng)激素與非生物脅迫處理后，鐵蛋白基因的表達(dá)有差異，表明此基因被不同的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控。 3.以轉(zhuǎn)rolC八棱海棠株系20a為砧木，轉(zhuǎn)菜豆鐵蛋白基因(PvFer)嘎拉蘋果為接穗，采用微型嫁接法，獲得微嫁接植株。分別研究了不同嫁接方法、不同6-BA濃度處理及不同培養(yǎng)基對嫁接成活率的影響。

7、結(jié)果表明：(1)不用錫箔紙包裹的嫁接成活率低于用錫箔紙包裹，但后者污染率和操作時間均高于前者；(2)用0.2 mg/L6-BA處理嫁接口時獲得了最高的嫁接成活率。(3)嫁接苗在生根培養(yǎng)基的成活率比在分化培養(yǎng)基的成活率高。并通過熒光定量RT-PCR方法，以轉(zhuǎn)基因嘎拉蘋果微嫁接組培苗為材料，研究內(nèi)、外源鐵蛋白基因的表達(dá)特性。研究結(jié)果表明，以轉(zhuǎn)基因植株為接穗的微嫁接植株，其內(nèi)源鐵蛋白基因的表達(dá)量高于以非轉(zhuǎn)基因植株( GO)為接穗的微嫁接植株，