轉(zhuǎn)OsNAS1基因提高煙草抗逆性的研究.pdf

1、干旱、鹽堿及低溫等不良環(huán)境條件，都會構(gòu)成對植物的逆境脅迫，使植物細(xì)胞受到傷害，甚至導(dǎo)致植物死亡。由此造成的作物嚴(yán)重減產(chǎn)，已成為全球性的問題。如何通過提高作物抗干旱、鹽堿及低溫的能力來增加糧食產(chǎn)量，以滿足日益增長的糧食需求，無疑是關(guān)系到國計(jì)民生的重大問題。與傳統(tǒng)的育種技術(shù)和分子標(biāo)記輔助育種相比，利用基因工程手段提高植物的抗逆性是更具吸引力的途徑。 煙酰胺合酶基因(NAS)是由巴西旱稻組織中獲得的數(shù)十種鹽脅迫誘導(dǎo)基因中的其中之一，它

2、被證實(shí)在植物的缺鐵脅迫應(yīng)答反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用，其催化產(chǎn)物煙酰胺(NA)是鐵及其他二價(jià)金屬離子在體內(nèi)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的重要載體，同時(shí)也可以通過結(jié)合細(xì)胞內(nèi)游離的Fe3+，抑制Fenton反應(yīng)，從而起到抗氧化作用。水稻中的NAS基因即是一種與鐵代謝相關(guān)的鹽脅迫誘導(dǎo)基因，水稻煙酰胺合酶基因(OsNAS1)是它的一種表達(dá)模式，過表達(dá)OsNAS1基因能夠增強(qiáng)植物對干旱、高鹽和低溫這三種脅迫條件的抗逆性。 本文以鹽脅迫誘導(dǎo)基因OsNAS1為主要研究

3、對象，構(gòu)建表達(dá)載體，用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法轉(zhuǎn)化煙草，經(jīng)PCR鑒定，證明外源基因OsNAS1在轉(zhuǎn)基因煙草中的整合。 對轉(zhuǎn)基因煙草植株的鹽/旱/低溫脅迫試驗(yàn)表明：轉(zhuǎn)OsNAS1基因煙草植株在溫室中經(jīng)過20天的干旱脅迫處理，仍可維持一定的生長發(fā)育，而對照植株則出現(xiàn)嚴(yán)重萎蔫，生長發(fā)育停止；轉(zhuǎn)OsNAS1基因煙草植株經(jīng)高鹽處理30天后，生長發(fā)育不受明顯抑制，而對照植株生長基本停止，大多數(shù)葉片失綠，甚至枯死；轉(zhuǎn)OsNAS1基因煙草植株低溫處理

4、40天后，生長發(fā)育受抑制程度較輕，沒有明顯的冷害癥狀，對照植株葉片則嚴(yán)重皺縮，生育停止。 對轉(zhuǎn)基因煙草植株的生理指標(biāo)檢測表明：與植株抗逆性成正相關(guān)的生理指標(biāo)，如CO2凈吸收率、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化氫酶(CAT)活性等，轉(zhuǎn)導(dǎo)植株在脅迫開始前均明顯高于對照，脅迫過程中的變化趨勢與對照規(guī)律相仿，但是變化幅度較??；與植株抗逆性成負(fù)相關(guān)的生理指標(biāo)，如丙二醛(MDA)含量、膜系統(tǒng)傷害度等，轉(zhuǎn)導(dǎo)植株在脅迫開始時(shí)均