發(fā)布時(shí)間：2020-06-17 01:31

【摘要】：干旱脅迫下,植物體內(nèi)會(huì)大量積累活性氧,從而導(dǎo)致氧化脅迫損傷,影響自身正常生長(zhǎng),嚴(yán)重時(shí)甚至可導(dǎo)致植物死亡。作為蘋(píng)果的主產(chǎn)區(qū),西北地區(qū)是典型的干旱地區(qū),水分供應(yīng)不足嚴(yán)重影響了蘋(píng)果產(chǎn)量及品質(zhì)。因此,研究蘋(píng)果抗旱中的關(guān)鍵基因及抗旱機(jī)制,對(duì)于提高蘋(píng)果的抗旱性,具有十分重要的意義。ABA作為植物應(yīng)激激素,在應(yīng)對(duì)干旱脅迫方面起著重要作用。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),在長(zhǎng)期干旱脅迫條件下,ABA受體家族成員MdPYL9的基因表達(dá)量顯著上調(diào),推測(cè)MdPYL9可能通過(guò)影響ABA信號(hào),調(diào)節(jié)植株的抗旱性。為了深入鑒定MdPYL9的功能,本研究對(duì)MdPYL9過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果植株分別進(jìn)行了短期干旱處理及長(zhǎng)期干旱處理,通過(guò)比較轉(zhuǎn)基因與野生型植株的光合速率、葉綠素含量、電導(dǎo)率、丙二醛含量、抗氧化酶活性、葉片相對(duì)含水量等抗旱相關(guān)指標(biāo),證明在干旱脅迫條件下,MdPYL9基因過(guò)量表達(dá)可以顯著提高蘋(píng)果植株的抗旱性。主要研究結(jié)果如下:1.在短期干旱脅迫下,MdPYL9過(guò)表達(dá)蘋(píng)果植株的氣孔導(dǎo)度、葉綠素含量高于野生型,植株能夠保持較高的光合作用。此外,轉(zhuǎn)基因植株的抗氧化酶活性也較高于野生型,清除活性氧的能力較強(qiáng),與之相應(yīng),轉(zhuǎn)基因植株的H_2O_2、O_2~-含量低于野生型植株,活性氧化學(xué)組織染色結(jié)果也與之相符。轉(zhuǎn)基因植株的MDA含量、電導(dǎo)率也略低于野生型,表明轉(zhuǎn)基因植株的細(xì)胞膜系統(tǒng)受到的損傷較小。轉(zhuǎn)基因植株的葉片相對(duì)含水量高于野生型,表明轉(zhuǎn)基因植株在干旱脅迫下的保水能力優(yōu)于野生型。這些結(jié)果表明MdPYL9過(guò)表達(dá)能夠增強(qiáng)植株應(yīng)對(duì)短期干旱脅迫的能力,提高植株的抗旱性。另外,本試驗(yàn)還檢測(cè)了干旱處理6 d時(shí)的ABA通路相關(guān)基因表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株中ABI2、HAB1的表達(dá)量顯著低于野生型植株,表明MdPYL9參與了植株應(yīng)答干旱脅迫的ABA信號(hào)途徑。2.在長(zhǎng)期干旱處理?xiàng)l件下,MdPYL9過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因株系保持較好的生長(zhǎng)狀況,且轉(zhuǎn)基因株系的光合值、葉綠素含量、葉片相對(duì)含水量等高于野生型,MDA含量則低于野生型。NBT化學(xué)組織染色結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因植株積累的O_2~-含量低于野生型,并且在干旱處理期間,轉(zhuǎn)基因植株的H_2O_2含量略低于野生型,而相應(yīng)的抗氧化酶活性高于野生型。以上結(jié)果表明MdPYL9轉(zhuǎn)基因植株清除活性氧的能力優(yōu)于野生型,在干旱下能夠積累更多的生物量,具有更強(qiáng)的抗旱性。長(zhǎng)期干旱處理過(guò)程中,轉(zhuǎn)基因株系的WUEi顯著高于野生型。長(zhǎng)期干旱處理后,處理組轉(zhuǎn)基因植株的氣孔長(zhǎng)度、寬度均高于野生型植株,且氣孔密度略大于野生型,表明MdPYL9轉(zhuǎn)基因株系能夠調(diào)節(jié)氣孔大小及密度,從而提高干旱下植株的WUEi,增強(qiáng)植株應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期干旱脅迫的能力,提高植株的抗旱性。基因表達(dá)量檢測(cè)結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因株系中SnRK2.4、SnRK2.6的基因表達(dá)量顯著上調(diào),表明MdPYL9通過(guò)與ABA互作調(diào)控下游基因的表達(dá)量,從而提高植株的抗旱性。
【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(lèi)號(hào)】：S661.1

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1 徐冰瑤;蘋(píng)果MdPYL9基因在干旱脅迫下的功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2716882