紫花苜蓿(Medicago stativa L.),豆科苜蓿屬,多年生草本植物,是目前為止種植最廣泛的牧草作物之一。但是紫花苜蓿中的木質(zhì)素成分會(huì)降低其在牲畜體內(nèi)的消化率,影響紫花苜蓿的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。4-香豆酸輔酶A連接酶(4CL)是紫花苜蓿中木質(zhì)素合成途徑的關(guān)鍵酶,通過下調(diào)4CL酶含量可有效降低紫花苜蓿中木質(zhì)素含量。目前利用反義RNA技術(shù),將紫穗槐中的4CL基因反義轉(zhuǎn)入紫花苜蓿中,成功獲得轉(zhuǎn)反義4CL基因紫花苜蓿。但在優(yōu)良轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿品種擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)卻面臨一個(gè)嚴(yán)峻的問題——土地鹽堿化。中國(guó)土壤鹽堿化問題日趨嚴(yán)重,已成為限制我國(guó)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。而轉(zhuǎn)基因低木質(zhì)素紫花苜蓿應(yīng)對(duì)土壤堿脅迫的生理機(jī)制,目前未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)材料采用已獲得的轉(zhuǎn)反義4CL基因低木質(zhì)素紫花苜蓿,研究其生理特性,同時(shí)研究土壤堿脅迫對(duì)T1代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿生理生化及基因表達(dá)方面的影響。研究取得如下進(jìn)展:(1)通過目的基因PCR檢測(cè),確定T1代紫花苜蓿為陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿,表明反義4CL基因已成功遺傳給下一代,并且能夠正常表達(dá)。酶活性及木質(zhì)素含量測(cè)定的結(jié)果表明,反義4CL基因的導(dǎo)入能有效降低4CL酶的合成,T0代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿木質(zhì)素含量較野生型紫花苜蓿下降了54.44%。對(duì)T0代和T1代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿凈光合速率測(cè)定結(jié)果顯示,同等光照強(qiáng)度下,轉(zhuǎn)基因型紫花苜蓿的凈光合速率均高于野生型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,反義4CL基因的導(dǎo)入在有效降低紫花苜蓿木質(zhì)素含量的同時(shí)并不影響紫花苜蓿的正常生長(zhǎng),且同等光照強(qiáng)度下,轉(zhuǎn)反義4CL基因紫花苜蓿的凈光合速率要高于野生型紫花苜蓿。(2)抗堿性生理研究了野生型和T1代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿過氧化氫(H_2O_2)、超氧自由基(O_2~-?)等活性氧,過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸、葉綠素含量及葉片的相對(duì)電導(dǎo)率。研究結(jié)果顯示,較野生型紫花苜蓿而言,轉(zhuǎn)基因型紫花苜蓿H_2O_2、O_2~-?等活性氧含量較低,MDA含量及葉片相對(duì)電導(dǎo)率并無(wú)明顯的趨勢(shì)變化,CAT、POD抗氧化酶活性隨堿處理濃度的增加無(wú)顯著性差異。這說(shuō)明轉(zhuǎn)基因型紫花苜蓿對(duì)外界環(huán)境的改變敏感程度低,受堿脅迫傷害小,耐堿性高。(3)測(cè)定堿脅迫下野生型和T1代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿抗氧化物酶系的基因表達(dá)情況,結(jié)果顯示,野生型紫花苜蓿三類SOD基因及CAT基因表達(dá)情況隨堿處理濃度的增加,變化趨勢(shì)明顯,表現(xiàn)出很強(qiáng)的應(yīng)激性。POD基因表達(dá)量在各個(gè)處理濃度組之間無(wú)顯著性差異。而轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿Mn-SOD、Fe-SOD及CAT基因表達(dá)趨勢(shì)平緩,各個(gè)處理濃度組之間無(wú)顯著性差異。Cu/Zn-SOD及POD基因則表現(xiàn)出高表達(dá)量。結(jié)合三種酶基因表達(dá)情況來(lái)看,野生型紫花苜�；虮磉_(dá)量要高于轉(zhuǎn)基因型�；虮磉_(dá)量是對(duì)酶活性方面的分子補(bǔ)償,野生型紫花苜�；虮磉_(dá)呈現(xiàn)高應(yīng)激性,而轉(zhuǎn)基因紫花苜�；蚩傮w變化趨勢(shì)不明顯,從分子水平上說(shuō)明轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的敏感程度低,耐受性好。
【學(xué)位單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S541.9
【部分圖文】：

圖 2-1 T0 代紫花苜蓿的 PCR 鑒定Fig. 2-1 PCR identification of T0 generation alfalfa：2000 bp DNA marker；1-15：15 個(gè) T0 代紫花苜蓿樣品；16：野生型紫花苜蓿M: 2000 bp DNA marker；1-15: 15 T0 generation alfalfa samples；16: wild alfalfa T1 代紫花苜蓿的鑒定結(jié)果如圖 2-2 顯示：6 個(gè) T1 代樣品基因組 D出目的片段，大小在 729 bp 左右，而野生型紫花苜�；蚪M DNA 并。說(shuō)明外源 4CL 基因成功的由 T0 代遺傳至 T1 代紫花苜蓿中，由此轉(zhuǎn)反義 4CL 基因紫花苜蓿。圖 2-2 T1 代紫花苜蓿的 PCR 鑒定M 1 2 3 4 5 6 7729 bp

圖 2-1 T0 代紫花苜蓿的 PCR 鑒定 PCR identification of T0 generation ；1-15：15 個(gè) T0 代紫花苜蓿樣品；er；1-15: 15 T0 generation alfalfa sam鑒定結(jié)果如圖 2-2 顯示：6 個(gè) T1在 729 bp 左右，而野生型紫花苜因成功的由 T0 代遺傳至 T1 代花苜蓿。4 5 6 7 8 9 10 11 12

第 2 章 轉(zhuǎn)反義 4CL 基因紫花苜蓿的生理特性野生型紫花苜蓿。T0 代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿與 T1 代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿在光照強(qiáng)度小 1500 μmol m-2 s-1時(shí)的凈光合速率幾乎相同，兩者沒有明顯差異。當(dāng)光照強(qiáng)度于 1500 μmol m-2 s-1時(shí)，T1 代轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿凈光合速率較 T0 代轉(zhuǎn)基因紫花蓿而言明顯下降，但仍高于野生型紫花苜蓿。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭鵬;張萬(wàn)筠;鮑雅靜;;鹽堿脅迫對(duì)紫花苜蓿根系Na~+、K~+離子流速的影響[J];大連民族學(xué)院學(xué)報(bào);2015年05期

2 郝鳳;劉曉靜;張曉磊;齊敏興;;混合鹽堿脅迫對(duì)紫花苜蓿苗期氮磷吸收及生理特性的影響[J];中國(guó)沙漠;2015年05期

3 郭鵬;張萬(wàn)筠;楊寶靈;姜健;;鹽堿脅迫下紫花苜蓿的生理學(xué)及解剖學(xué)特征比較[J];大連民族學(xué)院學(xué)報(bào);2014年05期

4 藺吉祥;高戰(zhàn)武;王穎;于興洋;邵帥;李曉宇;;鹽堿脅迫對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽的協(xié)同影響[J];草地學(xué)報(bào);2014年02期

5 王保平;董曉燕;董寬虎;;鹽堿脅迫對(duì)紫花苜蓿幼苗生理特性的影響[J];草地學(xué)報(bào);2013年06期

6 王小山;朱平華;鮑國(guó)成;顧洪如;;鹽堿脅迫對(duì)紫花苜蓿根、莖和葉重要養(yǎng)分離子平衡的影響[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年07期

7 周巖;張潔;袁重要;馬俊;;紫花苜蓿轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通報(bào);2012年08期

8 晉學(xué)娟;翟衡;;不同鹽堿脅迫對(duì)紅地球/貝達(dá)嫁接苗生長(zhǎng)及光合作用的影響[J];中外葡萄與葡萄酒;2012年03期

9 龍明秀;許岳飛;何學(xué)青;廖允成;;NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化酶活性的研究[J];草地學(xué)報(bào);2012年01期

10 趙秀娟;韓雅楠;蔡祿;;鹽脅迫對(duì)植物生理生化特性的影響[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年19期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王歡;堿脅迫下水稻氮代謝調(diào)節(jié)機(jī)制[D];東北師范大學(xué);2013年

2 劉杰;向日葵對(duì)堿脅迫和鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制比較[D];東北師范大學(xué);2011年

3 李長(zhǎng)有;鹽堿地四種主要致害鹽分對(duì)虎尾草脅迫作用的混合效應(yīng)與機(jī)制[D];東北師范大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 付媛媛;紫花苜蓿內(nèi)參基因篩選及MsWRKY33基因的克隆、分析[D];東北師范大學(xué);2014年

2 崔祿;紫花苜�？果}堿能力綜合評(píng)價(jià)及生理適應(yīng)機(jī)制的研究[D];內(nèi)蒙古民族大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2840701