论文摘要
水稻是世界上重要的粮食作物,也是禾谷类作物研究的模式植物。在我国,水稻的播种面积占全国播种面积的30%左右,产量约占我国粮食总产的50%,在可耕地面积不断减少,人口数量不断增加的条件下,水稻产量是影响我国粮食安全的重要因素之一。但在杂交水稻育种以及超高产育种等目标实施后,水稻产量一直处于一个瓶颈发展阶段。病虫害,恶劣的自然环境等因素也影响水稻的高产稳产。因此,如何保证高产优质品种在不同的自然环境条件下（如干旱、低温以及盐碱等环境胁迫）稳产就是目前育种家和生物学家研究的重要课题之一。本课题组在水稻（O.Sativa. L.spp.japonica,var nippobare）T-DNA插入突变库中筛选获得了一个抗坏血酸过氧化物酶基因（ascorbate peroxidase, APX2）受到破坏的突变体。抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase, APX）是H2O2的清除剂,过氧化氢（H2O2）是一种活性氧,能通过Haber-Weiss反应生成高度活泼的羟基自由基（-OH）,从而导致细胞损伤,所以必须得到有效地清除。我们在前期研究功能互补的基础上对OsAPX2功能进行了详细的研究,得到了如下的研究结果:1、osapx2突变体表型分析及H2O2含量测定通过测定及研究分析发现,osapx2突变体株高为63cm,只有野生型株高的1/2;叶片出现拟病斑,叶夹角偏大（野生型叶夹角大约5°,然而突变体的叶夹角能达到58°）,并且H2O2含量升高,最高能比野生型含量增大一倍。由此可以推测H2O2含量的升高可能是由于OsAPX2基因受到破坏的结果,而高含量的H2O2对水稻正常的生长发育是不利的,所以产生了osapx2的这种突变表型。2、OsAPX2过量表达植株的获得,鉴定及其表达分析我们将OsAPX2 CDS置于35S启动子的下游构建成过量表达载体,通过农杆菌介导法将其导入到日本晴（野生型）诱导的愈伤组织中经过筛选分化及生根后得到大量转基因植株。经PCR鉴定得到60%以上的阳性转基因水稻株系。阳性转基因植株OsAPX2的表达分析表明,大部分转基因植株的OsAPX2 mRNA水平得到了不同程度的提高。OsAPX2过量表达植株在大田中的农艺性状与野生型无异。3、OsAPX2过量表达植株能抵抗多种环境胁迫对OsAPX2过量表达植株分别进行了干旱、盐、低温以及高温处理（以野生型和osapx2突变体作为对照）,结果表明,OsAPX2过量表达植株胁迫条件下体内的H2O2及丙二醛（MDA）含量上升不明显。虽然过量表达植株的脯氨酸含量比在正常生长条件下的过表达植株增加多达10倍的量,但与野生型增加的30倍相比还是比较低。同时,对野生型和过量表达植株农艺性状分析表明,胁迫条件下（干旱、盐、低温以及高温）对野生型的结实率影响较大（分别为15%、21%、25%和16%）,虽然OsAPX2过量表达植株的结实率也下降（分别为46%、59%、35%和45%）,但与野生型相比,至少也能保证一半的产量;其他农艺性状两者差异不大。由此表明OsAPX2过量表达能提高水稻的抗逆性,对环境胁迫条件下维持水稻产量具有重要作用。
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标签：水稻论文; 抗坏血酸过氧化物酶论文; 非生物逆境论文; 抗逆性论文;