轉(zhuǎn)過氧化氫酶基因和甜菜堿醛脫氫酶基因煙草抗逆性分析.pdf

1、植物在自然環(huán)境中，經(jīng)常會受到干旱、鹽堿、高低溫等非生物脅迫因子的影響，這些逆境會造成滲透脅迫傷害和氧化脅迫傷害。多數(shù)逆境條件下（如鹽堿，干旱等）往往會伴隨強(qiáng)光，由于逆境脅迫植物光合效率降低，光合組織吸收的過剩光能導(dǎo)致葉綠體中產(chǎn)生大量的O2-、H2O2造成光抑制。正常條件下，葉綠體中通過SOD將O2-歧化為H2O2，再由抗壞血酸-谷胱甘肽途徑將H2O2轉(zhuǎn)化為無毒的H2O和O2。但干旱等逆境會使抗壞血酸-谷胱甘肽途徑的抗壞血酸過氧化物酶鈍化

2、，產(chǎn)生的H2O2不能被及時分解而積累。而過氧化氫酶的活性不受干旱和強(qiáng)光的影響。滲透調(diào)節(jié)也是植物抵抗干旱、鹽等脅迫的有效機(jī)制。因此將合成甜菜堿的關(guān)鍵酶基因-甜菜堿醛脫氫酶(BADH)基因和參與清除植物體內(nèi)活性氧的過氧化氫酶(CAT)基因同時在葉綠體中定向表達(dá)，將使植物獲得更強(qiáng)的抗逆能力。本文利用轉(zhuǎn)豌豆過氧化氫酶基因煙草和轉(zhuǎn)甜菜堿醛脫氫酶(BADH)基因+豌豆過氧化氫酶基因煙草為材料，研究了在葉綠體中表達(dá)CAT和CAT+BADH的轉(zhuǎn)基因煙草

3、對干旱，鹽和氧化脅迫的生理響應(yīng)，主要結(jié)果如下:
　　 (1)用Percoll法分離得到葉綠體，并通過測定葉綠體和過氧化物酶體的標(biāo)志酶活性表明分離葉綠體的質(zhì)量。同時測定了過氧化氫酶和甜菜堿醛脫氫酶活性以及煙草葉片中甜菜堿含量，結(jié)果表明Cat和Badh均在煙草葉綠體中得到表達(dá)，并明顯提高了轉(zhuǎn)基因植物過氧化氫酶和甜菜堿醛脫氫酶活性。
　　 (2)用20％PEG6000和150mMNaCl溶液分別模擬干旱和鹽脅迫處理，在相同脅迫

4、條件下，與野生型煙草相比，轉(zhuǎn)Cat和轉(zhuǎn)Cat+Badh煙草葉綠素a熒光動力學(xué)參數(shù)(Fv/Fm)和葉綠素相對含量高;質(zhì)膜透性較小，丙二醛含量較少;且抗氧化酶(CAT，SOD，POD，APX)活性高;在鹽脅迫下，轉(zhuǎn)基因煙草Na+含量較低，K+，Ca2+含量較高，K+/Na+比例高于野生型。表明轉(zhuǎn)Cat和轉(zhuǎn)Cat+Badh煙草抗旱耐鹽能力得到提高，而轉(zhuǎn)Cat+Badh煙草效果最好。
　　 (3)在百草枯氧化脅迫處理下，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因煙