轉(zhuǎn)擬南芥八氫番茄紅素合成酶基因?qū)ι酥仓昕鼓嫘缘挠绊?pdf

1、生菜是一種適合全球生長(zhǎng)的重要蔬菜作物，因其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、熱量低、可生食而深受人們的喜愛。生菜在生產(chǎn)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遭受干旱、鹽漬、高溫等各種逆境脅迫的影響，導(dǎo)致品質(zhì)下降，產(chǎn)量降低。隨著自然環(huán)境的惡化，水資源的短缺以及土壤鹽堿化程度的日趨嚴(yán)重，培育抗逆的生菜品種已成為當(dāng)務(wù)之急。類胡蘿卜素作為植物抗氧化系統(tǒng)的重要成員，在植物抵御逆境的過(guò)程中起著重要的作用。八氫番茄紅素合成酶(PSY)是類胡蘿卜素生物合成途徑中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)酶，它催化兩分子的櫳牛兒牻

2、牛兒基焦磷酸(GGPP)縮合成類胡蘿卜素合成途徑中的第一個(gè)類胡蘿卜素分子八氫番茄紅素，對(duì)類胡蘿卜素的生物合成起著重要的調(diào)節(jié)作用。
　　 本實(shí)驗(yàn)以Atpsy基因?yàn)橹饕芯繉?duì)象，構(gòu)建植物表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法轉(zhuǎn)化生菜，經(jīng)PCR分析鑒定，證明外源基因Atpsy整合到轉(zhuǎn)基因生菜的基因組中。利用RT-PCR來(lái)確定目的基因在轉(zhuǎn)基因生菜中的表達(dá)情況，同時(shí)采用高效液相色譜法測(cè)定各轉(zhuǎn)基因株系的類胡蘿卜素含量。從轉(zhuǎn)基因的T1代株系中選擇兩

3、個(gè)類胡蘿卜素含量和目的基因表達(dá)量均顯著提高的株系(Line33和Line9)，以非轉(zhuǎn)基因的野生型作為對(duì)照，分別進(jìn)行抗旱耐鹽性的試驗(yàn)。
　　 對(duì)轉(zhuǎn)基因生菜植株的干旱和鹽脅迫試驗(yàn)表明：干旱脅迫處理下，轉(zhuǎn)基因種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和胚根長(zhǎng)度均要高于野生型對(duì)照的；幼苗期的轉(zhuǎn)基因植株在各個(gè)濃度處理下的長(zhǎng)勢(shì)要好于野生型的。鹽脅迫處理下，轉(zhuǎn)基因株系受到的抑制程度小于野生型的，仍可維持一定的生長(zhǎng)和發(fā)育，而野生型植株經(jīng)最高濃度處理兩周后復(fù)水，植株

4、仍于20天后死亡。
　　 對(duì)轉(zhuǎn)基因生菜植株的生理生化指標(biāo)檢測(cè)表明：轉(zhuǎn)基因株系的光合作用參數(shù)諸如凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度，葉片中葉綠素含量以及相對(duì)含水量在同等脅迫處理下降低的速率均低于野生型的，說(shuō)明轉(zhuǎn)基因株系在脅迫處理時(shí)能維持較強(qiáng)的光合作用；脯氨酸和可溶性糖的含量在細(xì)胞內(nèi)的積累明顯高于野生型的，表明轉(zhuǎn)基因株系通過(guò)積累更多的滲透保護(hù)物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透勢(shì)；丙二醛的含量表明轉(zhuǎn)基因植株的葉片細(xì)胞膜在脅迫處理下受到的損傷較小

5、；對(duì)抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)中的超氧化物岐化酶SOD和過(guò)氧化物酶POD的活性測(cè)定發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)具有更高的酶活性，以幫助植株清除體內(nèi)過(guò)多的活性氧。對(duì)各株系進(jìn)行脅迫處理下的基因表達(dá)分析，結(jié)果表明，兩種脅迫處理下轉(zhuǎn)基因株系的Atpsy基因的表達(dá)豐度均隨著處理濃度的增加而升高；類胡蘿卜素含量測(cè)定結(jié)果表明，隨著脅迫濃度的增加，各株系類胡蘿卜素的積累水平都大幅度提高，而轉(zhuǎn)基因株系的類胡蘿卜素含量上升的幅度遠(yuǎn)大于野生型的。說(shuō)明Atpsy基因在生菜中的過(guò)

6、表達(dá)使轉(zhuǎn)基因生菜植株積累了比野生型更多的類胡蘿卜素，提高了細(xì)胞的抗氧化能力。
　　 綜合以上結(jié)果，轉(zhuǎn)基因生菜由于Atpsy基因的導(dǎo)入有效的抵御了逆境對(duì)植株造成的傷害，提高了植株的抗逆性。
　　 本研究把來(lái)自擬南芥的類胡蘿卜素生物合成途徑中的關(guān)鍵酶基因Atpsy導(dǎo)入生菜，得到類胡蘿卜素含量顯著提高的轉(zhuǎn)基因生菜株系，并通過(guò)模擬干旱逆境和鹽逆境來(lái)初步探討Atpsy基因的導(dǎo)入對(duì)轉(zhuǎn)基因生菜抗逆性的影響，為培育營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)高、耐受性好的