為探討花生基因AhGLK1對(duì)擬南芥表型特征和抗旱能力的影響,以glk1glk2突變體為實(shí)驗(yàn)材料,異源表達(dá)AhGLK1,觀察轉(zhuǎn)基因擬南芥表型特征,包括葉色、葉片數(shù)量和形態(tài)等;利用共聚焦顯微鏡觀察葉綠體;測(cè)定擬南芥葉片失水率和旱后存活率;利用熒光測(cè)定儀檢測(cè)干旱和復(fù)水恢復(fù)過(guò)程中,擬南芥葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化.結(jié)果表明:AhGLK1/glk1glk2回復(fù)株系擬南芥葉片呈綠色,葉片數(shù)量增加,葉片卷曲,葉柄增長(zhǎng),葉綠體發(fā)育完善,氣孔增多,葉片保水性提高,旱后存活率顯著升高.葉綠素?zé)晒鈪?shù)在干旱脅迫下顯著降低,而復(fù)水時(shí)恢復(fù).證明AhGLK1通過(guò)影響葉片數(shù)量、形態(tài)發(fā)育以及光合作用等提高擬南芥的抗旱能力.

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圖1Col-0、glk1glk2和AhGLK1/glk1glk2擬南芥株系葉色和抽薹前葉片數(shù)量

擬南芥glk1glk2表現(xiàn)出淺綠色葉片，并出現(xiàn)早抽薹，開(kāi)花提前，白化長(zhǎng)角果的表型，將GFP-GLK轉(zhuǎn)入雙突變體中能使以上表型得以恢復(fù)．與野生型Col-0比較，glk1glk2突變體的葉綠素含量降低，葉綠素合成和光合作用相關(guān)基因的表達(dá)下調(diào)．超表達(dá)GLK1或者GLK2導(dǎo)致葉綠素積累[....

圖2Col-0、glk1glk2和AhGLK1/glk1glk2擬南芥植株葉片表型

AhGLK1/glk1glk2生長(zhǎng)至第3周時(shí)，葉片由兩側(cè)向內(nèi)卷曲，葉片寬度/葉片長(zhǎng)度比值明顯低于Col-0和glk1glk2突變體植株(圖2A、B)，第5～12葉位葉片的葉柄明顯長(zhǎng)于Col-0和glk1glk2突變體(圖2C)．統(tǒng)計(jì)葉片長(zhǎng)度與葉片總長(zhǎng)度(葉片長(zhǎng)度+葉柄長(zhǎng)度)比值發(fā)....

圖3Col-0、glk1glk2和AhGLK1/glk1glk2植株抽薹和開(kāi)花情況

葉片衰老因子ORE1(NAC092)通過(guò)與GLK1形成蛋白復(fù)合體而拮抗其功能，進(jìn)而抑制GLK靶基因的表達(dá)，從而啟動(dòng)葉片衰老進(jìn)程[12].PIF4通過(guò)與GLK2啟動(dòng)子直接結(jié)合抑制其表達(dá)，阻礙葉綠體的發(fā)育，加速葉片衰老[13]，說(shuō)明GLK在葉片衰老中發(fā)揮重要作用．本文結(jié)果顯示:Ah....

圖4Col-0、glk1glk2和AhGLK1/glk1glk2擬南芥植株的葉綠體和氣孔發(fā)育

分別對(duì)Col-0、glk1glk2和AhGLK1/glk1glk2擬南芥株系進(jìn)行干旱處理10d后再?gòu)?fù)水4d，觀察植株旱后存活情況，結(jié)果顯示:雙突變體植株存活的植株數(shù)量最少，明顯低于Col-0植株，而AhGLK1/glk1glk2植株存活的植株數(shù)量與Col-0一致(圖5A)．正....

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