【摘要】：黃土高原作為我國(guó)蘋果(Malus domestica)主產(chǎn)區(qū)之一,具有光照充足,溫差大的優(yōu)勢(shì),但由于該地區(qū)年降水量少、降水時(shí)間分配不均衡以及土壤干燥等問題,影響蘋果生產(chǎn)效益,且隨著全球氣候變化呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)。因此,開展蘋果抗逆基因發(fā)掘、抗逆調(diào)控機(jī)理的研究對(duì)我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。質(zhì)膜內(nèi)在水通道蛋白PIP主要負(fù)責(zé)植物體內(nèi)細(xì)胞膜上水、CO_2以及其他小分子溶質(zhì)的運(yùn)輸。本課題以來自蘋果抗旱砧木楸子(Malus prunifolia)的水通道蛋白基因MpPIP2;1為研究對(duì)象。通過遺傳轉(zhuǎn)化獲得過表達(dá)該基因的轉(zhuǎn)基因蘋果和擬南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥進(jìn)行了干旱和鹽脅迫處理,分析該基因在植物中的耐旱及耐鹽性功能。此外,我們引入硅(Si,silicon),這一可緩解植物干旱脅迫的有益元素,分析蘋果質(zhì)膜水通道蛋白基因PIP2;1在硅緩解蘋果植株干旱脅迫中的作用。所獲得的主要結(jié)果如下:1.獲得轉(zhuǎn)MpPIP2;1基因擬南芥,且過表達(dá)MpPIP2;1基因能夠提高轉(zhuǎn)基因擬南芥耐旱和耐鹽的能力。在干旱和鹽脅迫下,轉(zhuǎn)基因擬南芥種子萌發(fā)率和幼苗根長(zhǎng)顯著優(yōu)于野生型;過表達(dá)MpPIP2;1基因的擬南芥幼苗丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率均顯著低于野生型;過表達(dá)MpPIP2;1基因擬南芥的抗氧化能力-超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)活性和還原型谷胱甘肽(GSH)含量顯著高于野生型。這表明干旱和鹽脅迫下,過表達(dá)MpPIP2;1基因能夠降低擬南芥幼苗氧化損傷、提高幼苗抗氧化酶能力、緩解脅迫,促進(jìn)擬南芥的生長(zhǎng)。2.通過DNA和RNA水平分子鑒定,明確獲得轉(zhuǎn)MpPIP2;1基因蘋果GL3幼苗。3.以水培及盆栽平邑甜茶(Malus hupenensis)幼苗為材料,分析蘋果PIP2;1基因可能參與硅緩解蘋果植株干旱脅迫過程。在PEG模擬干旱和土壤干旱脅迫下,外源施硅的平邑甜茶幼苗與對(duì)照相比體內(nèi)硅含量更高,蘋果幼苗葉片的損傷程度降低,抗氧化酶系的活性和光合參數(shù)提高,耐旱性更強(qiáng),同時(shí)伴隨幼苗葉片中PIP2;1基因表達(dá)表達(dá)量的提高。綜上所述,本研究獲得過表達(dá)MpPIP2;1轉(zhuǎn)基因擬南芥和GL3蘋果幼苗,且過表達(dá)MpPIP2;1基因能夠增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因擬南芥的耐旱及耐鹽性;蘋果PIP2;1基因可能參與硅緩解蘋果植株干旱脅迫過程,干旱脅迫下外源施硅的蘋果幼苗體內(nèi)硅含量升高,蘋果PIP2;1基因的表達(dá)升高,植株耐旱性更強(qiáng)。
【圖文】：

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文中的作用；本文還以平邑甜茶幼苗作為研究材料，通過水培和大田干旱脅迫處理，分析蘋果 PIP2;1 基因在硅緩解干旱脅迫中的響應(yīng)。1.5 技術(shù)路線

第二章 過表達(dá)蘋果質(zhì)膜水通道蛋白基因 MpPIP2;1 在擬南芥中的耐旱及耐鹽性功能分析表達(dá) MpPIP2;1 轉(zhuǎn)基因擬南芥的鑒定 農(nóng) 桿 菌 花 序 浸 染 法 ， 將 攜 帶 MpPIP2;1 基 因 的 植 物 過 表 達(dá)2300-SmGFP-MpPIP2-1（附錄 A）轉(zhuǎn)入野生型擬南芥中。收獲 T0 代含有卡那霉素的抗性培養(yǎng)基中，春化萌發(fā) 3 d 后, 置于光下繼續(xù)培養(yǎng)。轉(zhuǎn)入 MpPIP2;1 基因的擬南芥幼苗能夠在中培養(yǎng)基中正常生長(zhǎng)，葉片轉(zhuǎn)入該基因的擬南芥幼苗葉片不能正常生長(zhǎng)。將成功轉(zhuǎn)入 MpPIP2;1 養(yǎng)土中進(jìn)行培養(yǎng)，獲得 T1 代株系，進(jìn)行 DNA 和 RNA 水平的鑒定（選至 T3 代純合，隨機(jī)挑選出的 3 個(gè)株系(Line 7，，Line 9，Line 10)用于
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S661.1

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本文編號(hào)：2660462