从光合作用和有机酸积累角度探索转GsPPCK1和GsPPCK3基因苜蓿耐碱性增强的生理机制

光合作用影响着植物的生长发育及产量,并在盐碱胁迫响应中起到积极作用。前期研究将光合途径中野生大豆来源的GsPPCK1和GsPPCK3基因转入苜蓿,所获得转基因苜蓿耐碱性提高。从光合作用和有机酸积累角度探索转GsPPCK1和GsPPCK3基因苜蓿耐碱性增强的生理机制。结果表明,碱胁迫9 d后,叶绿素的相对含量下降,转基因株系P1-5、P3-8与未处理相比变化并不显著,分别下降了11.27%、13.30%,而非转基因株系的叶绿素含量下降了39.11%。转基因株系P1-5、P3-8光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)及胞间CO₂浓度(C_i)在胁迫处理后也有下降趋势,但下降的幅度仅为非转基因植株下降幅度的1/2。光合途径中NADP-苹果酸脱氢酶、NADP-苹果酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、丙酮酸正磷酸二激酶、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶等关键酶的酶活及有机酸(苹果酸、柠檬酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸)含量在碱胁迫处理后均呈上升趋势,而转基因株系P1-5、P3-8 的光合酶活和4种有机酸含量与非转基因对照相比上升极显著(P<0.01)。PEPC(Medtr4g079860.1)、NADP-ME(Medtr8g014390.1)、NADP-MDH(Medtr1g043040.1)、PPDK(Medtr4g118350.1)及Rubisco(Medtr4g 021210.1)基因的表达呈先上升后下降趋势,转基因株系中基因的表达变化较非转基因对照更为显著(P<0.01)。由此表明,在正常情况下,GsPPCK1和GsPPCK3基因的超量表达并未影响植物的光合作用,但是在碱胁迫下,转基因苜蓿的光合作用受碱胁迫的抑制较小,这一过程可能与PEPC酶的激活有关。另外,光合中间产物有机酸含量的显著上升对维持细胞内pH值的稳定也起到重要作用。     

紫花苜蓿MsMBF 1c基因在拟南芥中 表达提高转基因植株的耐热性

高温能危害植物的生长发育,是限制紫花苜蓿在南方地区推广的主要非生物胁迫因素之一。从“中苜1号”紫花苜蓿品种克隆获得紫花苜蓿多桥蛋白1c(Medicago sativa Multi protein Bridging Factors 1c, MsMBF1c)全长编码序列,发现紫花苜蓿MsMBF1c蛋白与拟南芥AtMBF1c蛋白同源相似性高达72%。分析MsMBF1c在根、茎、叶、花和果实等不同组织中,以及在高温、干旱以及高温和干旱组合胁迫条件下的表达模式,发现该基因在不同组织中的表达强度依次为花>根>叶>茎>果实;MsMBF1c显著受高温、干旱以及高温和干旱组合诱导,分别被上调4.21、2.15和4.59倍。构建pBI121-35S: MsMBF1c过量表达载体并转入模式植物拟南芥(wild type, WT),在T₃代获得卡那抗性不分离的过量表达株系(over expression, OE);利用OE与Atmbf1c突变体(mutant, MUT)杂交的方法获得互补株系(complementary, COM),并通过PCR与qRT-PCR的方法进行分子和表达验证。平行比较OE、COM、MUT以及WT等不同拟南芥株系在高温胁迫后的种子发芽率和幼苗存活率,在正常情况下,OE、COM、MUT以及WT拟南芥株系种子的发芽率没有显著差异(97.6%~100.0%),高温胁迫后,WT发芽率下降到71.7%,MUT发芽率下降到66.0%,显著低于WT(P<0.05);而COM与3个独立的OE株系的发芽率达79.3%~87.0%,显著高于WT(P<0.05)。在幼苗耐热试验中,OE、COM、MUT以及WT株系的存活率在正常条件下差异不显著,高温胁迫后,WT幼苗存活率下降到16.7%,MUT下降到10.0%,显著低于WT(P<0.05);而COM与3个独立的OE株系存活率下降到40.0%~76.7%,显著高于WT(P<0.05)。利用real-time PCR方法,分析HSFA1a、HSFA2、HSFA3、HSFB1、WRKY25、WRKY18、DREB2a等耐热调节关键基因在OE、MUT和WT拟南芥株系的相对表达情况,在正常条件下,HSFA2、WRKY18与DREB2a在MUT株系中的表达显著低于WT(0.33~0.47)。而在OE株系中,除HSFA1a外,HSFA2、HSFA3、HSFB1、WRKY25、WRKY18、DREB2a的表达相对WT株系都有不同程度上调,幅度为1.74~3.80。高温胁迫后,与WT相比,HSFA2、HSFA3、HSFB1、WRKY18与DREB2a在MUT株系中的表达中被显著下调,在OE株系中,只有WRKY18显著高于WT外,其余基因的表达在OE与WT株系中差异不显著。综合分析,MsMBF1c是一个功能比较保守的耐热调节基因,过量表达MsMBF1c能够互补拟南芥mbf1c突变体耐热缺失表型,并能够增强拟南芥在种子萌发与幼苗生长阶段的耐热性。MsMBF1c可能与AtMBF1c一样,与其他耐热调节关键基因互作调节植物耐热性。     

高精料对泌乳奶山羊瘤胃上皮氧化应激和胆固醇代谢的影响

为了研究长期或短期饲喂高精料日粮对泌乳期奶山羊瘤胃上皮组织氧化应激和胆固醇代谢的影响,实验选用17只健康的经产泌乳中期关中奶山羊,随机分为3组:饲喂低精料组(对照组,LC,n=5);长期饲喂高精料组(HL, n=7),19周饲喂期;短期饲喂高精料组(HS,n=5),4周饲喂期。实验结束后采集瘤胃组织,用PBS反复清洗,于液氮中速冻后置于-80 ℃冰箱保存。结果显示,与对照组相比,HL和HS组山羊瘤胃上皮组织中细胞周期相关基因CDK2和CDK4 mRNA表达水平显著升高(P<0.05),且HS组p-ERK1/2蛋白表达显著升高(P<0.05),但GPR41和GPR43蛋白表达无显著变化(P>0.05);HL和HS组山羊瘤胃上皮组织促细胞凋亡基因Casepase9 mRNA表达显著升高(P<0.05),HS组抗凋亡Bcl-2/Bax mRNA表达比例呈下降趋势(0.050.05);HS组瘤胃上皮组织中胆固醇含量下降达显著水平(P<0.05),且HL组呈下降趋势(0.05+ ATPase mRNA表达显著升高(P<0.05),NHE2蛋白表达升高但未达显著差异水平(P>0.05)。与HL组相比,HS组山羊瘤胃上皮组织中总抗氧化能力T-AOC显著升高(P<0.05);且胆固醇含量显著下降(P<0.05)。以上结果说明,短期饲喂高精料日粮可加快泌乳期奶山羊瘤胃上皮组织的更新,提高组织总抗氧化能力;而长期饲喂高精料日粮未引起细胞增殖相关蛋白和总抗氧化能力的显著变化;饲喂高精料日粮可以加快瘤胃上皮组织对VFA的转运。此外,饲喂高精料日粮引起瘤胃上皮组织内胆固醇含量降低,胆固醇酰基转移酶基因表达的显著上调,提示其对瘤胃上皮组织更新的潜在影响。     

温度对雌雄葎草生理代谢及保护酶系统影响的性别差异

以雌雄异株攀援草本植物葎草为材料,依据野生资源主要分布地域的平均温度,设置3个温度(15, 20, 25 ℃)为变量,通过测定光合指标、代谢指标、抗氧化酶活性指标和细胞膜完整性指标,分析温度对葎草光合作用、呼吸作用及抗逆性影响的生理变化,研究温度对雌雄葎草生理代谢及保护酶系统影响的性别差异。结果表明,温度显著影响葎草叶中的叶绿素含量,P_n和单株生物量随温度下降显著减小(P<0.05),♀株的潜在P_n显著大于♂株(P<0.05);♂株的糖代谢和呼吸作用显著高于♀株(P<0.05),氮代谢性别间无显著差异(P>0.05),温度对可溶性糖(SS)、丙酮酸(PA)含量和硝酸还原酶(NR)有显著影响(P<0.05),随温度下降SS含量逐步增加(P<0.05),NR活性逐步降低(P<0.05),温度对代谢速率影响远大于性别间的差异。温度对SOD和POD活性有极显著影响(P<0.01),对CAT活性有显著影响(P<0.05),随温度降低3种酶活性均不断增加,♀株中SOD和POD含量显著高于♂株(P<0.05),性别间CAT含量无差异。温度对细胞膜完整性物质含量的影响,远大于性别间差异,随温度降低葎草体内H₂O₂、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白(SP)含量均显著增加,♂株中H₂O₂和SP含量显著高于♀株(P<0.05),♀株中MDA和Pro含量显著大于♂株。温度对光合作用、呼吸作用、抗氧化酶系统及细胞膜完整性的影响有显著的性别差异,♀株比♂株有更强的适应温度胁迫的生理基础。     

秋末刈割处理对沙地苜蓿冬季根颈非结构碳氮的影响

为解决科尔沁沙地紫花苜蓿秋末是否应该刈割及最佳刈割时期的争议,对秋末不同时期刈割处理和未刈割的8个紫花苜蓿品种根颈中非结构碳氮物质变化进行了测定。结果表明,未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性糖含量、淀粉含量均显著高于不同时期刈割的紫花苜蓿根颈中含量(P<0.05);土壤冻融交替期(11月1日),秋末晚割(10月15日)紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量与未刈割相比均显著增加(P<0.05)。土壤封冻期(12月1日),未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白、游离氨基酸含量均高于不同时期刈割根颈中含量,其中游离氨基酸含量晚割(10月15日)均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),可溶性蛋白含量10月1日刈割均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),且10月1日刈割后苜蓿根颈中游离氨基酸、可溶性蛋白含量经过“增长-降低-稳定”过程。两时期测定结果不同,可能与刈割后苜蓿再生长有关;未刈割与刈割处理不同紫花苜蓿品种间根颈中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、游离氨基酸含量存在差异;未刈割紫花苜蓿根颈中C/N显著大于不同时期刈割处理的根颈中C/N。初步结论为:科尔沁地区冬季寒冷、降雪少,秋末刈割导致地上碳水化合物无法向根系运输,且刈割后苜蓿再生长消耗根系营养物质。为确保紫花苜蓿安全越冬保障苜蓿根系中积累大量储藏物质,不适宜秋末敏感期刈割或选择种植刈割后根颈中C/N高的紫花苜蓿品种如东苜1号等。     

六倍体杂交狼尾草体细胞突变体特异性分析

为明确秋水仙素诱导获得的六倍体杂交狼尾草体细胞突变体CHP2009-14的特异性,以CHP2009-14为材料,杂交狼尾草(Tift23A×苏牧2号象草)为对照,进行了综合农艺性状和饲用价值评价、叶片微形态特性分析和流式细胞术鉴定,结果表明,与对照相比,CHP2009-14叶色深绿、叶绿素含量提高10.51% (P<0.05),叶片和叶鞘绒毛明显增多,植株矮化株高降低26.34% (P<0.01)、叶片长度减小了20.06% (P<0.01)、叶片厚度增加了16.41% (P<0.01)、茎叶比减少了43.61% (P<0.01)和分蘖数提高44.62% (P<0.01),叶片宽度无显著差异;体外消化率显著提高6.94% (P<0.05),粗蛋白含量、灰分含量分别提高62.34% (P<0.01)和17.35% (P<0.01);中性洗涤纤维含量显著降低3.35% (P<0.05),酸性洗涤纤维含量提高0.50% (P>0.05)、鲜草产量提高0.87% (P>0.05)和干物质产量降低3.27% (P>0.05);CHP2009-14植株叶片上表皮的气孔器密度减少65.20% (P<0.01),气孔器的长度和宽度分别增加了47.71% (P<0.01)和30.53% (P<0.01),气孔器面积为对照的2.07倍,CHP2009-14植株叶片下表皮的气孔器密度减少了35.71% (P<0.01),气孔器长度和宽度分别增加了51.54%(P<0.01)和34.17%(P<0.01),气孔器面积为对照的1.54倍;流式细胞仪检测结果显示,CHP2009-14植株叶片细胞核DNA含量是对照的两倍。     

从光合作用和有机酸积累角度探索转GsPPCK1和GsPPCK3基因苜蓿耐碱性增强的生理机制

光合作用影响着植物的生长发育及产量,并在盐碱胁迫响应中起到积极作用。前期研究将光合途径中野生大豆来源的GsPPCK1和GsPPCK3基因转入苜蓿,所获得转基因苜蓿耐碱性提高。从光合作用和有机酸积累角度探索转GsPPCK1和GsPPCK3基因苜蓿耐碱性增强的生理机制。结果表明,碱胁迫9d后,叶绿素的相对含量下降,转基因株系P1-5、P3-8与未处理相比变化并不显著,分别下降了11.27%、13.30%,而非转基因株系的叶绿素含量下降了39.11%。转基因株系P1-5、P3-8光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及胞间CO2浓度(Ci)在胁迫处理后也有下降趋势,但下降的幅度仅为非转基因植株下降幅度的1/2。光合途径中NADP-苹果酸脱氢酶、NADP-苹果酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、丙酮酸正磷酸二激酶、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶等关键酶的酶活及有机酸(苹果酸、柠檬酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸)含量在碱胁迫处理后均呈上升趋势,而转基因株系P1-5、P3-8的光合酶活和4种有机酸含量与非转基因对照相比上升极显著(P0.01)。PEPC(Medtr4g079860.1)、NADP-ME(Medtr8g014390.1)、NADP-MDH(Medtr1g043040.1)、PPDK(Medtr4g118350.1)及Rubisco(Medtr4g021210.1)基因的表达呈先上升后下降趋势,转基因株系中基因的表达变化较非转基因对照更为显著(P0.01)。由此表明,在正常情况下,GsPPCK1和GsPPCK3基因的超量表达并未影响植物的光合作用,但是在碱胁迫下,转基因苜蓿的光合作用受碱胁迫的抑制较小,这一过程可能与PEPC酶的激活有关。另外,光合中间产物有机酸含量的显著上升对维持细胞内pH值的稳定也起到重要作用。     

转OvBAN/bar双价基因的紫花苜蓿对虫蚀及除草剂的耐受性分析

以"甘农3号"紫花苜蓿为受体,利用农杆菌介导法导入双价基因OvBAN/bar,通过PCR检测和Southern杂交分析表明,4个转基因株系含有目的基因且均出现杂交条带,其中2个株系为单拷贝,1个株系为双拷贝,1个株系为三拷贝;对获得的4株转基因苜蓿进行qRT-PCR分析表明,具有三拷贝数的1个转基因株系OvBAN基因的表达量最高,其次为双拷贝数的2个转基因株系,并且这些株系的花青素还原酶活性及缩合单宁含量均显著高于野生型苜蓿。以过量表达OvBAN基因的3株转基因苜蓿为试验材料,进行抗蚜性和除草剂耐受性分析。结果表明,与野生型苜蓿相比,转OvBAN/bar基因苜蓿对苜蓿蚜都具有较好的抗性,蚜虫抑制率为78%~93%;用0.5%的市售草铵膦喷施各株系,10d后各转基因株系除个别叶片枯萎死亡,其他叶片及茎秆生长状况良好,而野生型苜蓿全部枯萎死亡,表明bar基因已整合到转基因苜蓿基因组中并稳定表达。综上所述,转OvBAN/bar基因紫花苜蓿表现出良好的抗虫性和除草剂耐受性。     

巴林右旗干草原主要牧草的营养成分季节动态与饱和链烷烃组成结构的研究

通过测定10种牧草5月至翌年1月的7种常规营养成分含量及其中8种牧草7和10月的8种饱和链烷烃浓度,对巴林右旗典型干草原的主要牧草的营养成分季节变化规律和同一季节饱和链烷烃组成差异进行了研究。结果表明,多数草样的粗蛋白含量5月到翌年1月逐季显著降低(P<0.05),Ca含量10月最高(P<0.01),总磷(TP)含量5月最高(P<0.01),中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维含量极显著正相关(P<0.01),Ca与TP含量极显著负相关(P<0.01);7、10月,多数草样的C₂₉、C₃₁饱和链烷烃浓度极显著(P<0.01)高于其余的6种饱和链烷烃,其饱和链烷烃组成结构的主成分值Z₁、Z₂的差异显著(P<0.05)。上述研究表明,巴林右旗干草原的主要牧草的蛋白质逐季减少且钙磷含量彼此反向变化,需对家畜及时补饲,其饱和链烷烃组成差异明显,通过链烷烃技术估测放牧家畜采食结构可行。     

水稻金属硫蛋白基因(rgMT)遗传转化的紫花苜蓿耐盐性分析

采用根癌农杆菌介导法将从水稻(Oryza sativa)中克隆出的一个金属硫蛋白基因(rgMT)转化到紫花苜蓿(Medicago sativa)品种"农菁1号"中,经PCR和Northern blot技术对获得的抗性植株进行了检测,证明rgMT基因已整合到苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。以野生型苜蓿为对照,对获得的转基因苜蓿株系在不同浓度NaCl、NaHCO3胁迫下的表型和生理指标测定发现,NaCl、NaHCO3胁迫处理后,野生型苜蓿受胁迫严重甚至死亡,转基因苜蓿受胁迫较轻。转基因苜蓿的脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性显著高于野生型(P0.05),细胞膜透性显著低于野生型,野生型苜蓿叶片中积累的过氧化氢高于转基因苜蓿的叶片中积累的过氧化氢。研究结果表明,rgMT基因已在苜蓿中表达,并且提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

转MsLEA4-4基因拟南芥株系的耐盐性分析

为了深入研究紫花苜蓿（Medicago sativa）MsLEA4-4基因的抗逆性，本试验对前期获得的转MsLEA4-4基因的拟南芥（Arabidopsis thaliana）株系进行不同浓度盐胁迫处理，以验证MsLEA4-4基因在拟南芥植株体内的耐盐性。试验结果表明：盐胁迫后转基因株系的发芽率达到55%，比对照植株（Control plant，CK）高81%；转基因株系的鲜重、叶绿素含量均高于CK（P<0.05）；盐胁迫后转基因株系的存活率比CK提高75.0%~81.3%；盐胁迫明显抑制根系生长，但转基因植株的侧根数量比CK多4~5根（P<0.05）；盐胁迫后转基因株系体内的可溶性糖含量（P<0.05）和超氧化物歧化酶（P<0.01），过氧化氢酶（P<0.01），过氧化物酶（P<0.05）活性均高于CK，脯氨酸（P<0.01）和丙二醛（P<0.05）含量均低于CK。综上可得，MsLEA4-4基因参与了拟南芥体内的耐盐性调控，提高了转基因拟南芥对盐胁迫的耐受性。本研究为进一步探索MsLEA4-4在转基因紫花苜蓿盐胁迫中的功能及培育耐盐性紫花苜蓿品种提供依据。     

转BADH基因苜蓿T1代遗传稳定性和抗盐性研究

采用分子生物学检测和不同浓度的NaCl对转BADH基因苜蓿T1代2个株系进行遗传稳定性和抗盐性研究。结果表明,2个株系的T1代PCR阳性植株和阴性植株分离比例都符合孟德尔遗传规律;在0.8%NaCl胁迫下,转基因植株Northern杂交表达量明显增加,BADH酶活性和甜菜碱含量分别比对照植株增加2～4和4～5倍;不同浓度NaCl胁迫下转基因株系脯氨酸和可溶性糖含量、抗氧化酶活性都显著高于对照植株,而电导率和丙二醛含量显著低于对照植株。表明转入的BADH基因可以稳定遗传,转基因苜蓿植株耐盐性明显高于对照。     

紫花苜蓿MsZAT10基因的克隆及其在烟草中的功能验证

C2H2型锌指蛋白ZAT10在植物应对外界非生物胁迫中具有重要的作用。克隆得到紫花苜蓿C2H2型锌指蛋白MsZAT10基因。该基因开放阅读框全长762 bp,编码253个氨基酸。ZAT10蛋白含有2个单C2H2型保守结构域,有典型的QALGGH保守基序,属于C2H2型锌指蛋白。氨基酸序列比对和进化树分析表明,紫花苜蓿MsZAT10与蒺藜苜蓿MtZAT10亲缘关系最近,其氨基酸的相似性为76%。构建植物表达载体pCBM-MsZAT10,通过农杆菌介导法转化到烟草,经过草丁膦(PPT)抗性筛选和聚合酶链式反应(PCR)鉴定,获得25株阳性植株。荧光定量PCR(qRT-PCR)检测表明,MsZAT10基因在转基因株系中得到表达。选取3个转基因株系进行抗逆性分析,在-4 ℃条件下处理2 h,转MsZAT10基因烟草叶片的萎蔫程度和相对电导率均低于野生型烟草。在0 ℃条件下处理5 h,转MsZAT10基因烟草与野生型烟草相比积累更多的脯氨酸和可溶性蛋白,但丙二醛(MDA)含量要低于野生型烟草。另外,在300 mmol·L^-1 NaCl溶液中处理4 d,转MsZAT10基因烟草的打孔叶圆片仍保持绿色而野生型烟草明显失绿。以上结果表明MsZAT10基因在提高烟草对低温和盐胁迫的抗性方面具有重要的作用。     

转基因苜蓿对土壤微生物的影响

采用传统的平板计数法和PCR凝胶电泳技术,在大田栽培条件下,以转BADH基因苜蓿和非转基因苜蓿为材料,于2009年和2010年连续2年测定苜蓿根际土壤细菌、放线菌和真菌数量的变化,并对外源基因是否转移到土壤微生物中的可能性进行检测分析。结果表明,在不同年份和不同月份转基因植株与非转基因植株根部土壤3大类微生物(细菌、放线菌和真菌)数量变化趋势一致;二者根部土壤3大类微生物数量无显著差异,2年间转基因苜蓿的土壤3大类微生物数量无显著差异;并利用BADH基因特异引物对土样的总DNA,以及菌株DNA进行PCR扩增,均未检测到外源基因扩增产物。初步研究结果表明,转基因苜蓿对土壤微生物系统尚没有明显的影响。     

体外产气法评价青海高原反刍家畜常用粗饲料组合效应

采用体外产气法评价青海高原反刍家畜的3种常用粗饲料青贮玉米（Zea mays）秸秆、苜蓿（Medicago sativa）青干草和燕麦（Arrhenatherum elatius）青干草按0∶100、25∶75、50∶50、75∶25和100∶0的比例两两组合时的发酵特性。结果表明,理论最大产气量、48 h产气量分别与中性洗涤可溶物/粗蛋白（NDS/CP）（P＜0.001）、有机物（OM）（P＜0.01）,中性洗涤可溶物（NDS）（P＜0.05）呈正相关关系,分别与酸性洗涤纤维（ADF）（P＜0.001）、中性洗涤纤维（NDF）（P＜0.05）和粗蛋白（CP）（P＜0.05）呈负相关关系;产气速率常数分别与OM（P＜0.001）、NDS（P＜0.001）和NDS/CP（P＜0.01）呈正相关关系,分别与ADF、NDF均呈极显著负相关关系（P＜0.001）;产气延滞时间与ADF（P＜0.01）和NDF（P＜0.05）呈正相关关系,分别与OM（P＜0.01）、NDS（P＜0.05）和NDS/CP（P＜0.05）呈负相关关系,说明了组合牧草体外发酵产气程度主要受非结构性碳水化合物与粗蛋白比例的影响。3种粗饲料两两组合搭配时,青贮玉米秸秆与苜蓿青干草以25∶75比例、青贮玉米秸秆与燕麦青干草以50∶50比例、苜蓿青干草与燕麦青干草以25∶75或50∶50比例组合时较为合适,且随着发酵时间的延长,各组合均呈现组合效应量逐渐减弱的变化趋势。     

转DREB1A/Bar双价基因马铃薯的耐旱性及除草剂抗性分析

在前期获得DREB1A/Bar双价转基因马铃薯的基础上,对转基因植株进行了耐旱性和除草剂抗性分析。耐旱性分析显示,在正常浇水条件下,对照和各转基因马铃薯株系生长状态良好且大致相同,各株系的丙二醛含量、相对电导率和SOD酶活性无显著差异(P0.05)。经过控水10d后,非转基因对照植株叶片明显萎蔫卷曲,而转基因植株仍然保持良好的生长状态;转基因株系的丙二醛含量和相对电导率显著低于非转基因株系(P0.05),而SOD酶活性显著高于非转基因对照(P0.05)。控水18d时,大部分对照植株死亡,死亡率为74.33%;转基因植株只有极少数植株死亡,DR2和DR5的死亡率分别为20.43%和5.65%。用0.3%的市售草铵膦喷施各株系,10d后,对照植株全部枯死,转基因株系的个别叶片干枯,绝大多数叶片及所有茎秆生长状态良好。以上分析表明,DREB1A和Bar基因的导入,明显增强了转基因马铃薯对干旱和除草剂的抗性。     

转红树总DNA紫花苜蓿T1代耐盐株系的生理生化特性分析

以花粉管通道法转红树总DNA紫花苜蓿阿尔冈金T₁代耐盐植株幼苗为材料,经300 mmol/L NaCl处理后,测定叶绿素、脯氨酸、丙二醛含量和抗氧化酶活性等耐盐相关生理生化指标。结果显示,转基因株系叶绿素含量下降0.09~0.29倍,而对照植株下降0.32倍;转基因株系脯氨酸含量升高1.2~4.2倍,对照植株的脯氨酸升高0.9倍;转基因株系丙二醛含量升高0.15~0.29倍,对照植株的丙二醛含量升高0.36倍;转基因株系超氧化物歧化酶活性升高0.20~0.25倍,对照植株的超氧化物歧化酶活性升高0.19倍;转基因株系过氧化物酶和过氧化氢酶活性分别是对照的1.6~5.6倍和1.2~1.3倍。转基因株系表现出耐盐植物的生理生化特性。     

过量表达紫花苜蓿MsHB7基因对拟南芥耐旱性的影响

同源异型域-亮氨酸拉链蛋白（HD-Zip）第I类亚家族在植物非生物胁迫调控过程中起着重要作用,已在多个物种中进行了克隆鉴定,但关于紫花苜蓿该家族基因的研究还鲜有报道。本研究旨在研究紫花苜蓿HD-Zip第I类亚家族基因MsHB7对拟南芥抗旱性的调控功能。通过克隆得到大小为738 bp、编码245个氨基酸的MsHB7基因的开放阅读框。多重序列比对和系统进化树分析结果显示,MsHB7蛋白属于HD-Zip I亚家族,且与拟南芥中ATHB7和ATHB12亲缘关系较近。实时荧光定量分析表明,MsHB7基因受干旱诱导。将MsHB7基因转化拟南芥并获得了阳性植株。干旱处理后,转基因拟南芥比野生型拟南芥萎蔫程度更明显,转基因植株相对含水量显著低于野生型拟南芥,并积累了更多的脯氨酸和丙二醛。qRT-PCR检测发现处理之后逆境胁迫指示基因ATCAT1、 ATDREB2A和ATRD29A在转基因拟南芥中的表达量显著升高,而ATLEA3的表达量显著下降。上述结果表明MsHB7基因的过表达可降低转基因拟南芥的耐旱性,为进一步开发利用该基因提供理论依据。