轉(zhuǎn)SacB和KatE基因棉花抗旱性的研究.pdf

1、通過(guò)花粉管通道法,以導(dǎo)入大腸桿菌過(guò)氧化氫酶基因KatE(融合擬南芥定位葉綠體的轉(zhuǎn)運(yùn)肽STP)和枯草芽孢桿菌果聚糖合酶基因SacB(融合甘薯定位液泡的轉(zhuǎn)運(yùn)肽SP)棉花T3代為供試材料,經(jīng)卡那霉素檢測(cè)和PCR鑒定,篩選確定陽(yáng)性的轉(zhuǎn)基因植株。在田間,當(dāng)轉(zhuǎn)基因和對(duì)照棉花植株分別長(zhǎng)至苗期、蕾期和花期三個(gè)關(guān)鍵生育期時(shí),通過(guò)剪斷膜下滴灌帶進(jìn)行持續(xù)水分脅迫處理,然后對(duì)水分脅迫后棉花的生理生化指標(biāo)的進(jìn)行測(cè)定,并在棉株吐絮后對(duì)農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查,初步分析轉(zhuǎn)基

2、因棉花的在田間的抗旱性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)棉花滴水出苗后,對(duì)轉(zhuǎn)基因和對(duì)照棉花進(jìn)行苗期到吐絮期的持續(xù)干旱脅迫處理,當(dāng)干旱脅迫至苗期、蕾期和花期時(shí),分別測(cè)定各生育期轉(zhuǎn)基因和對(duì)照棉花葉片相應(yīng)的生理生化指標(biāo)。結(jié)果表明,干旱脅迫至苗期,對(duì)照和轉(zhuǎn)基因棉花在表型上沒(méi)有明顯的差別,其葉片相對(duì)含水量也沒(méi)有顯著差異,但轉(zhuǎn)KatE棉花葉綠素含量極顯著高于對(duì)照。隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),轉(zhuǎn)基因棉花在干旱脅迫至蕾期和花期的葉片相對(duì)含水量、葉綠素含量、

3、脯氨酸含量、SOD活性、Fv/Fm值、凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)及蒸騰速率(Tr)均不同程度的高于對(duì)照棉花,分別達(dá)到差異顯著或極顯著水平;對(duì)細(xì)胞膜離子滲漏及丙二醛含量測(cè)定結(jié)果表明,對(duì)照棉花明顯高于轉(zhuǎn)基因棉花,說(shuō)明對(duì)照棉花在干旱脅迫條件下其生物膜損傷程度較大。轉(zhuǎn)SacB棉花在干旱脅迫下保持了相對(duì)較高的可溶性糖含量,可能是由于果聚糖增加的緣故,有利于增加細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)功能,從而增加轉(zhuǎn)基因棉花的抗旱性;轉(zhuǎn)KatE棉花在干旱下保持了相

4、對(duì)較高的CAT活性及葉綠素含量,可能是由于CAT及時(shí)有效的清除了葉綠體中積累的H2O2,以減輕干旱脅迫對(duì)棉花的傷害,從而增加轉(zhuǎn)基因棉花的耐旱性。
　　(2)待棉花長(zhǎng)至棉田約50％棉株開(kāi)始現(xiàn)蕾時(shí),剪斷膜下滴灌帶進(jìn)行蕾期到吐絮期的持續(xù)干旱脅迫處理。蕾期和花期的同時(shí)水分脅迫使得這兩個(gè)生育期的生理生化指標(biāo)變化趨勢(shì)與苗期斷水基本一致。轉(zhuǎn)基因棉花較高的葉片相對(duì)含水量、葉綠素含量及凈光合速率等都說(shuō)明了轉(zhuǎn)基因棉花有較強(qiáng)的抗旱性。
　　(3)

5、待棉田棉株開(kāi)始現(xiàn)花時(shí),剪斷膜下滴灌帶進(jìn)行棉花花期到吐絮期持續(xù)干旱脅迫處理?；ㄆ诟珊得{脅迫后轉(zhuǎn)基因棉花葉片保持了相對(duì)較多的水分、葉綠素含量,較高的 Pn、Gs、Ci及Tr,說(shuō)明轉(zhuǎn)基因棉花能產(chǎn)生更多的光合產(chǎn)物,及時(shí)輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)至花蕾上,減少了落花落蕾。
　　(4)本試驗(yàn),正常生長(zhǎng)條件下,棉花整個(gè)生育期共滴水9次,滴水總量為15.12m3,轉(zhuǎn)基因和對(duì)照棉花籽棉產(chǎn)量(十株)在644~648g之間,無(wú)明顯差異,其株高、果枝數(shù)、鈴數(shù)及直徑也沒(méi)

6、有明顯的差別。苗期、蕾期和花期分別持續(xù)水分脅迫至吐絮期,其滴水總量分別為0、1.68和8.4m3,轉(zhuǎn)基因棉花的株高、果枝數(shù)和鈴數(shù)均明顯高于對(duì)照棉花。苗期全生育期的干旱脅迫,嚴(yán)重影響了棉花的正常生長(zhǎng)及其產(chǎn)量,其對(duì)照和轉(zhuǎn)SacB、轉(zhuǎn)KatE棉花籽棉產(chǎn)量分別為257.33、279.67和275.67g,轉(zhuǎn)基因棉花的籽棉產(chǎn)量顯著高于對(duì)照植株。蕾期持續(xù)水分脅迫至吐絮期,滴水1次,對(duì)照和轉(zhuǎn)SacB、轉(zhuǎn)KatE棉花籽棉產(chǎn)量分別為325.67、347.