本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗苗期抗旱性及相關(guān)基因表達(dá)分析

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【摘要】：與傳統(tǒng)育種相比,分子育種可以大大縮短育種周期,并且獲得甘蔗生長(zhǎng)上所需的優(yōu)良性狀。農(nóng)業(yè)部甘蔗生理生態(tài)與遺傳改良實(shí)驗(yàn)室利用擬南芥中克隆獲得的誘導(dǎo)型啟動(dòng)子rd29A,構(gòu)建高效植物表達(dá)載體,將從斑茅克隆的抗旱調(diào)控基因Ea-DREB2B,通過基因槍轉(zhuǎn)化的方法獲得一批轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因的甘蔗無性系材料。本研究通過抗旱評(píng)價(jià),選用抗旱能力相對(duì)較強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11作為研究材料,以受體材料FN95-1702和栽培面積較大的ROC22為對(duì)照,通過桶栽模擬自然干旱條件,研究水分脅迫下轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11及對(duì)照的致死天數(shù)、生理響應(yīng)及相關(guān)基因表達(dá)量變化等。探討轉(zhuǎn)基因甘蔗在水分脅迫下的抗旱特性及抗旱機(jī)理。主要結(jié)果如下：1、在水分脅迫下,轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11在持續(xù)干旱脅迫甘蔗致死天數(shù)、光合作用、滲透調(diào)節(jié)、膜破壞程度和保護(hù)酶活性等幾個(gè)方面表現(xiàn)比對(duì)照要好,表明了干旱條件下轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗T7和T11有較強(qiáng)的適應(yīng)性。(1)通過PCR對(duì)T7和T11葉片中的Ea-DREB2B基因進(jìn)行檢測(cè),在轉(zhuǎn)基因T7和T11材料中能檢測(cè)到EaDREB2B基因,在受體材料FN95-1702中未能發(fā)現(xiàn)目的基因,表明EaDREB2B基因能在甘蔗中穩(wěn)定遺傳。(2)在干旱脅迫下,轉(zhuǎn)基因甘蔗T7和T11葉片中的Ea-DREB2B基因在葉片內(nèi)高效表達(dá),并呈現(xiàn)“升高-升高-降低”的表達(dá)變化特點(diǎn),復(fù)水10天后,表達(dá)量仍在正常供水處理的2倍左右。在干旱脅迫下,T7和T11葉片中葉綠素a、b及葉綠素總量保持較高的含量；在持續(xù)的干旱脅迫下,T7和T11甘蔗致死水分臨界點(diǎn)及所有植株完全致死所需的天數(shù)均高于ROC22和FN95-1702,表明轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因的甘蔗有較強(qiáng)的耐旱性。(3)干旱脅迫下,轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗T7和T11葉片中的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量大量積累,積累量要高于受體材料FN95-1702和對(duì)照ROC22；通過葉片中滲透物質(zhì)的調(diào)節(jié),T7和T11葉片相對(duì)含水量降幅低于FN95-1702和ROC22；復(fù)水處理后,葉片中脯氨酸和可溶性糖含量急劇下降；可溶性蛋白下降較慢；葉片相對(duì)含水量上升。(4)在干旱脅迫下,T7和T11葉片的質(zhì)膜透性低于FN95-1702和ROC22,重度脅迫時(shí),T7和T11葉片丙二醛的含量低于FN95-1702,表明干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因甘蔗的膜脂過氧化損壞程度較低。同時(shí)T7和T11葉片中保護(hù)酶(SOD.POD)的活性高于對(duì)照,積極地清除細(xì)胞內(nèi)活性氧,大大減少了膜脂氧化程度和對(duì)膜的傷害。2、干旱脅迫下,T7和T11葉片Ea-DREB2B基因過表達(dá)作用。相比正常供水,T7和T11葉片保護(hù)酶相關(guān)基因(CAT、Fe/Mn-SOD、APX)的相對(duì)表達(dá)量要明顯高于ROC22和FN95-1702,可以看出轉(zhuǎn)基因甘蔗積極的清除細(xì)胞內(nèi)的活性氧。復(fù)水后,CAT基因表達(dá)量仍然較高。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相關(guān)酶基因(PRODH、SRM)在干旱脅迫下表現(xiàn)為下調(diào)表達(dá),其中PRODH基因表達(dá)量要低于FN95-1702,復(fù)水后PRODH基因表達(dá)量迅速上升；而SRM基因整體表達(dá)趨勢(shì)為“下降-上升-上升”。PP2C基因與ABF基因表達(dá)情況與Ea-DREB2B基因表達(dá)趨勢(shì)比較一致,在干旱脅迫下,PP2C基因和ARF基因均為上調(diào)表達(dá),轉(zhuǎn)基因甘蔗的相對(duì)表達(dá)量明顯要高于FN95-1702。轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗通過調(diào)控能有效的提高甘蔗的抗旱能力。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗 致死天數(shù) 葉綠體 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì) 保護(hù)酶 抗旱相關(guān)基因
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S566.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 縮略詞表9-13
• 1 前言13-24
• 1.1 概述13
• 1.2 干旱脅迫對(duì)植物生理響應(yīng)和相關(guān)基因表達(dá)13-20
• 1.2.1 干旱脅迫對(duì)植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)變化的影響13-16
• 1.2.2 干旱脅迫對(duì)植物活性氧變化的影響16-17
• 1.2.3 干旱脅迫對(duì)植物光合作用的影響17-18
• 1.2.4 干旱脅迫下植物抗旱相關(guān)基因的表達(dá)18-20
• 1.3 DREB類轉(zhuǎn)錄因子在干旱脅迫中的作用20-22
• 1.4 本研究的目的及意義22-23
• 1.5 技術(shù)路線23-24
• 2 材料與方法24-32
• 2.1 供試材料24
• 2.2 材料種植24
• 2.3 材料處理24
• 2.4 采樣24-25
• 2.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的生理指標(biāo)和方法25-27
• 2.5.1 土壤相對(duì)含水量測(cè)定25
• 2.5.2 葉片相對(duì)含水量的測(cè)定方法25
• 2.5.3 葉綠素含量的測(cè)定25
• 2.5.4 質(zhì)膜透性的測(cè)定25
• 2.5.5 脯氨酸含量的測(cè)定25-26
• 2.5.6 丙二醛含量的測(cè)定26
• 2.5.7 可溶性糖含量的測(cè)定26
• 2.5.8 可溶性蛋白含量的測(cè)定26
• 2.5.9 過氧化物酶活性的測(cè)定26-27
• 2.5.10 超氧化物歧化酶活性的測(cè)定27
• 2.6 轉(zhuǎn)基因甘蔗的PCR檢測(cè)27-28
• 2.6.1 甘蔗葉片基因組DNA提取27
• 2.6.2 轉(zhuǎn)基因甘蔗Ea-DREB2B基因的PCR檢測(cè)27-28
• 2.7 甘蔗葉片總RNA的提取與檢測(cè)28-29
• 2.8 甘蔗葉片cDNA的合成29-30
• 2.9 Real-time RT-PCR分析30-31
• 2.10 引物設(shè)計(jì)31
• 2.11 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析31-32
• 3 結(jié)果與分析32-52
• 3.1 轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗遺傳穩(wěn)定性及抗旱性分析32-34
• 3.1.1 轉(zhuǎn)Ea-DREB2B基因甘蔗遺傳穩(wěn)定性分析32
• 3.1.2 干旱脅迫對(duì)土壤相對(duì)含水量及甘蔗致死天數(shù)的影響32-34
• 3.2 干旱脅迫下甘蔗的生理生化基礎(chǔ)34-45
• 3.2.1 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片葉綠素含量的影響34-36
• 3.2.2 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片相對(duì)含水量的影響36
• 3.2.3 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片可溶性糖含量的影響36-37
• 3.2.4 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片可溶性蛋白含量的影響37-38
• 3.2.5 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片脯氨酸含量的影響38
• 3.2.6 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片細(xì)胞膜相對(duì)透性的影響38-39
• 3.2.7 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片丙二醛含量的影響39-40
• 3.2.8 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片POD活性的影響40
• 3.2.9 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片SOD活性的影響40-41
• 3.2.10 中度脅迫下甘蔗生理生化差異及相關(guān)性分析41-43
• 3.2.11 重度脅迫下甘蔗生理生化差異及相關(guān)性分析43-44
• 3.2.12 小結(jié)44-45
• 3.3 水分脅迫下甘蔗抗旱相關(guān)基因表達(dá)量分析45-52
• 3.3.1 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片Ea-DREB2B基因表達(dá)的影響45-46
• 3.3.2 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片PP2C基因表達(dá)的影響46-47
• 3.3.3 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片CAT基因表達(dá)的影響47
• 3.3.4 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片F(xiàn)e/Mn-SOD基因表達(dá)的影響47-48
• 3.3.5 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片ABF基因表達(dá)的影響48-49
• 3.3.6 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片PRODH基因表達(dá)的影響49
• 3.3.7 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片SRM基因表達(dá)的影響49-50
• 3.3.8 干旱脅迫對(duì)甘蔗葉片APX基因表達(dá)的影響50-51
• 3.3.9 小結(jié)51-52
• 4 討論與結(jié)論52-59
• 4.1 討論52-57
• 4.1.1 水分脅迫下甘蔗的生理響應(yīng)機(jī)制52-54
• 4.1.1.1 水分脅迫對(duì)甘蔗光合作用及死亡的影響52-53
• 4.1.1.2 水分脅迫對(duì)甘蔗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響53-54
• 4.1.1.3 水分脅迫對(duì)膜損傷及保護(hù)系統(tǒng)的影響54
• 4.1.2 水分脅迫下甘蔗葉片抗旱相關(guān)基因的差異表達(dá)54-57
• 4.2 結(jié)論57-58
• 4.3 問題與展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-71
• 附錄71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊淑琴;周瑞蓮;梁慧敏;趙哈林;趙學(xué)勇;;沙漠植物抗氧化酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量與光合作用的關(guān)系[J];中國(guó)沙漠;2015年06期

2 趙暉;李尚中;;水分脅迫對(duì)全膜雙壟溝播玉米光合等生理特性的影響[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2015年05期

3 吳凱朝;黃誠(chéng)梅;鄧智年;曹輝慶;魏源文;徐林;李楊瑞;楊麗濤;;干旱后復(fù)水對(duì)甘蔗伸長(zhǎng)期生理生化特性的影響[J];南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2015年07期

4 巨延虎;楊e，

本文編號(hào)：786126