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苜蓿抗逆基因的cDNA克隆和转基因烟草功能的初步验证

曾光

  逆境胁迫是影响农作物正常生长发育和限制农作物产量的主要因素之一。当植物在高盐环境中生长一段时间后就会积累过量的Na~+,引发离子毒害、渗透胁迫而使植物的新陈代谢紊乱,严重影响植株的生长发育,甚至导致死亡。植物Na~+/H~+逆向转运蛋白主要分布于液泡膜上,负责Na~+跨膜运输,是植物抵御盐胁迫的主要方式之一。在干旱胁迫的环境下,植物通常会在生理、生化代谢途径上发生改变。当植物耗水量大于吸水量时,植物体内就会出现水分亏缺现象,导致细胞生理干旱。脯氨酸通常以游离状态广泛存在与植物体中,一般游离状态的脯氨酸含量很低,当在胁迫条件下脯氨酸的含量就会增加,从而提高对胁迫的抗性。本研究首次从新疆野生黄花苜蓿(Medicago falcata L.)中克隆得到Na~+/H~+逆向转运蛋白基因MfNHX和脯氨酸合成酶基因MfP5CS,MfNHX基因cDNA全长为1626 bp,编码541个氨基酸,Genbank登录号为GU265772;MfP5CS基因cDNA全长2148 bp,编码715个氨基酸,Genbank登录号为GU180149,并且MfNHX和MfP5CS两个基因与同属的紫花苜蓿和新牧一号杂花苜蓿的同源性都很高。生物信息学分析结果表明,黄花苜蓿Na~+/H~+逆向转运蛋白属于跨膜运输蛋白,而黄花苜蓿脯氨酸合成酶不是跨膜蛋白,可能是一种细胞质蛋白。本研究通过农杆菌介导法将新牧一号杂花苜蓿的xmNHX基因和xmP5CS基因转入烟草,获得卡那霉素抗性的转基因植株。利用PCR及PCR-Southern杂交检测转基因烟草T0代植株,均证明外源xmNHX基因和xmP5CS基因已整合到烟草基因组中并正常转录。试验证明,xmNHX基因和xmP5CS基因都能在逆境胁迫下发挥作用,转基因烟草T1代具有一定的抗逆性。在逆境胁迫下,转基因烟草T1代的长势明显好于对照,且xmNHX基因在耐盐方面能够发挥较大的作用,xmP5CS基因则在抗旱方面发挥较大的作用。……   
[关键词]:苜蓿;NHX基因;P5CS基因;PCR-Southern杂交;转基因烟草
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:新疆农业大学2010年