干旱誘導(dǎo)小麥F-box蛋白基因TaFBA1表達(dá)提高轉(zhuǎn)基因煙草抗旱性的研究.pdf

1、干旱是植物生長(zhǎng)發(fā)育以及作物產(chǎn)量的主要限制因素，植物在自身的生長(zhǎng)發(fā)育中進(jìn)化出了多種途徑以提高植物在水分缺失時(shí)的干旱抗性。其中，泛素-26S蛋白酶體在植物抵抗非生物脅迫過(guò)程中起著重要的作用。在泛素化過(guò)程中，泛素連接酶E3起著關(guān)鍵的作用。SCF復(fù)合體是E3中的一個(gè)關(guān)鍵組分，其中的一個(gè)亞基F-box在SCF復(fù)合體。同時(shí)，F(xiàn)-box在植物應(yīng)對(duì)各種生物和非生物脅迫過(guò)程中也起著重要的作用。
　　在先前的研究中，從小麥山農(nóng)16中克隆了一個(gè)F-bo

2、x基因，并命名為T(mén)aFBA1。研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)TaFBA1基因可以提高轉(zhuǎn)基因煙草的干旱抗性，但會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因煙草在正常情況下與野生型表現(xiàn)出相異的表型。本研究擬采用脅迫誘導(dǎo)型啟動(dòng)子RD29A的方法，繼續(xù)研究轉(zhuǎn)基因煙草的抗旱性及其抗旱機(jī)理，并消除過(guò)表達(dá)該基因?qū)χ参锷L(zhǎng)發(fā)育所帶來(lái)的影響。主要結(jié)果如下:
　　(1)首先獲得誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)基因煙草RD29A∷ TaFBA1，并通過(guò)多種方式對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因煙草中TaFBA1基因可以受到

3、干旱的誘導(dǎo)，并隨干旱程度的加劇表達(dá)量升高。因此，所獲得的轉(zhuǎn)基因植株可以用于后續(xù)試驗(yàn)。
　　(2)表型觀察顯示，過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因煙草與野生型在幼苗和成苗階段均表現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)狀態(tài)，而誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)基因煙草表型與野生型之間沒(méi)有明顯的差異。說(shuō)明誘導(dǎo)表達(dá)TaFBA1可以消除過(guò)表達(dá)該基因所帶來(lái)的影響。
　　(3)水分脅迫下RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙草較野生型具有較高的種子萌發(fā)率;干旱脅迫和復(fù)水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙

4、草在幼苗階段和成苗階段均具有較高的干旱抗性，可以在干旱脅迫下保持較高的存活率和生物量。另外，與野生型相比，干旱脅迫下RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙草具有相對(duì)穩(wěn)定的光合作用。
　　(4)干旱脅迫下，與野生型相比，RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙草可以維持較高的水分保持能力。轉(zhuǎn)基因煙草具有較高的相對(duì)含水量，較低的水分散失速率以及較低的滲透勢(shì)。同時(shí)，RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙草中具有較高的可溶性糖和脯氨酸含量，說(shuō)明TaFB

5、A1的表達(dá)可以促進(jìn)部分滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，從而降低滲透勢(shì)，促進(jìn)植物體內(nèi)的水分保持，提高植物對(duì)干旱的抗性。
　　(5)干旱脅迫下，與野生型相比，RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙草具有較高的抗氧化能力。轉(zhuǎn)基因煙草中H2O2含量以及O2·-產(chǎn)生速率均低于野生型，說(shuō)明所受氧化脅迫較輕;轉(zhuǎn)基因煙草中MDA含量以及電解質(zhì)外滲速率也低于野生型，說(shuō)明轉(zhuǎn)基因煙草的膜相對(duì)穩(wěn)定。RD29A∷ TaFBA1轉(zhuǎn)基因煙草中抗氧化酶（如SOD、CAT、APX