转不同启动子驱动的拟南芥AtNHX1基因马铃薯的获得及耐盐性分析

论文摘要

土壤盐渍化是当今农业生产面临的一个全球性的问题,盐渍化土壤严重的危害着农作物的生长。通过农业生物技术培育耐盐植物新品种已成为利用盐渍土壤的研究热点。马铃薯是世界第四大粮食作物,又是重要的蔬菜、食品等加工原料,但其生长对盐害敏感,盐渍化土壤不利于其生长。因此,利用基因工程手段选育具有良好综合性状的耐盐马铃薯品种就极具意义。本研究利用rd29A启动子驱动的拟南芥液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因AtNHX1进行马铃薯的遗传转化,并对已转CaMV 35S启动子驱动的AtNHX1基因的马铃薯8个株系的微型薯植株进行了耐盐性的鉴定,目前,取得的研究结果如下:1.马铃薯遗传转化体系的优化:（1）以试管薯薄片为转化材料,确定的薯片分化适宜的培养基为MS+ 1.00mg/L IAA+0.20mg/LGA3+2.00mg/L ZT+0.50mg/L6-BA;（2）分化阶段卡那霉素选择压浓度确定为50mg/L;2.马铃薯转化植株的获得:对经卡那霉素筛选生根的抗性植株进行特异引物的PCR扩增,证实目的基因AtNHX1已转入马铃薯基因组中;进一步在不同浓度的含盐培养基上进行耐盐性分析,发现在含0.6%浓度的NaCl培养基上,转基因植株能正常生长,未转基因植株生长受阻。3.无论是转CaMV 35S+AtNHX1基因的8个株系还是对照植株,在高浓度（0.6%和0.9%）盐胁迫下,随着胁迫时间的延长,植株受伤害的表现特征都是基部老叶先枯黄、死亡;然后中部叶片卷曲、萎蔫、枯黄、死亡,而生长点附近叶片很少枯黄,多表现为卷曲、无生长或低量生长,但转基因植株的受伤害程度极显著地低于对照。在0.9%盐度胁迫下,对照植株全部死亡,而转基因植株仅表现出基部老叶大量死亡,中部叶片大量卷曲,部分株系有萎蔫的现象,最终致使转基因株系和对照植株的结薯数量、单株平均薯重和最大薯重都有显著的差异。4.随着盐浓度的增加和胁迫时间的延长,对照植株叶片中Na+含量极显著地高于转基因植株,特别是在0.9%盐度下胁迫40d,对照植株的Na+含量极高,是该处理下转基因植株的2.0-6.2倍,因此,该浓度下的对照植株最终死亡。5.盐胁迫下植株的株高增殖率由于不能很好地反映盐胁迫下转基因植株和对照植株的真实生长情况,因此,该指标作为评价其抗盐能力是不适宜的。在0.9%高盐浓度下长时间胁迫,对照植株的叶面积扩展速度基本停止,此时对照植株老叶大量枯死,新叶停止生长,最终全部死亡,而转基因植株由于外源有效抗盐基因的导入,可明显降低Na+的毒害,植株仍然表现出较好的生长量。所以,0.9%的盐浓度可能是马铃薯品种“甘农薯2号”微型薯苗的致死浓度。6.随着盐胁迫浓度的升高和时间的延长,转基因植株和对照植株的叶绿素含量和细胞膜相对透性值均呈现下降或上升趋势,且对照植株的下降或上升幅度高于转基因植株,因此,在长时间高盐胁迫下用肉眼可观察到对照植株与转基因植株间的叶色差异。7.随着盐浓度的提高,对照植株的脯氨酸含量大幅度提高,此时,植株的生长受到明显的影响。而转基因植株的脯氨酸含量较对照植株大幅度降低,因此,该值的高低代表的是植株受伤害的程度。8.实验综合评价,转基因株系8、18和19号具有较强的抗盐能力。

论文目录

• 摘要
• SUMMARY
• 缩略词表
• 第一章 文献综述
• 1 植物对盐胁迫的反应
• 1.1 盐对植株生长发育的影响
• 1.2 盐对植物细胞膜透性的影响
• 1.3 盐对植物光合作用的影响
• 1.4 盐对植物呼吸作用的影响
• 1.5 盐对植物离子吸收和渗透调节物质积累的影响
• 1.6 盐对植物抗氧化酶活性和渗透保护物质含量的影响
• 1.7 盐对植物ABA 含量的影响
• 2 植物转基因耐盐育种研究进展
• 2.1 与渗透调节相关的基因
• 2.2 与抗氧化作用相关的基因
• 2.3 与逆境保护作用相关的基因
• 2.4 与跨膜运输相关的基因
• 2.5 与信号传递和转录调控相关的基因
• 3 调控植物基因表达的启动子研究进展
• 3.1 组成型启动子
• 3.2 诱导型启动子
• 3.3 组织特异型启动子
• 4 本研究的目的和意义
• 5 技术路线
• 第二章 转rd29A 启动子驱动的AtNHX1 基因（rd29A+AtNHX1）马铃薯的获得
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 马铃薯遗传转化体系的优化
• 2.2 转rd29A+AtNHX1 基因马铃薯的获得
• 2.3 转rd29A+AtNHX1 基因马铃薯试管苗的耐盐性表现
• 3 讨论
• 第三章 转CAMV35 启动子驱动ATNHX1（35S+ATNHX1）马铃薯的耐盐性鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 材料处理
• 1.3 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 盐胁迫对转基因植株生长的影响
• 2.2 盐胁迫对转基因植株单株结薯能力的影响
• 2.3 盐胁迫对转基因植株生长高度的影响
• 2.4 盐胁迫对转基因植株叶面积的影响
• +、K⁺含量的影响'>2.5 盐胁迫对转基因植株叶片Na⁺、K⁺含量的影响
• 2.6 盐胁迫对转基因植株叶绿素含量的影响
• 2.7 盐胁迫对转基因植株脯氨酸含量的影响
• 2.8 盐胁迫对转基因植株细胞膜透性的影响
• 3. 讨论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介