抗冷調(diào)控因子CBF與低溫弱光脅迫下喜溫植物的光合保護(hù)機(jī)制.pdf

1、本文以擬南芥(Arabidopsisthaliana)Columbia生態(tài)型和甜椒品系中椒8號(hào)的CBF1基因?yàn)槟康幕?，?yīng)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉圓盤轉(zhuǎn)化法將35S-CBF導(dǎo)入煙草(Nicotianatabacumcv.Xanthi)。對(duì)其進(jìn)行了分子生物學(xué)的驗(yàn)證及光合生理指標(biāo)的測(cè)試。 一方面，將擬南芥CBF1基因構(gòu)建到植物表達(dá)載體pROKⅡ中，導(dǎo)入農(nóng)桿菌后，進(jìn)行植物遺傳轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)其在煙草中過(guò)量表達(dá)，得到T1代植株；另一方面，用RACE法

2、克隆了冷敏感植物甜椒的CBF基因，序列分析預(yù)測(cè)表明，其具有CBF特征序列，也具有核定位信號(hào)序列和轉(zhuǎn)錄因子必需序列(DNA結(jié)合區(qū)和轉(zhuǎn)錄激活區(qū))，同樣導(dǎo)入煙草，得T0代植株。對(duì)其進(jìn)行了分子生物學(xué)的驗(yàn)證及光合及相關(guān)生理指標(biāo)的檢驗(yàn)。主要結(jié)果如下： 1.低溫弱光脅迫下對(duì)轉(zhuǎn)基因植株SOD酶活性的影響轉(zhuǎn)擬南芥CBF1基因的煙草(以下簡(jiǎn)稱為ACBF1煙草)的SOD酶總活力和比活力都得到提高，說(shuō)明其在一定程度上提高了煙草抗低溫能力；而轉(zhuǎn)甜椒CBF

3、基因的煙草(簡(jiǎn)稱為PCBF煙草)卻沒(méi)有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 2.低溫弱光脅迫下對(duì)轉(zhuǎn)基因植株可溶性糖和可溶性蛋白的影響ACBF1煙草可溶性糖和可溶性蛋白在8-9小時(shí)脅迫后，明顯高于野生對(duì)照；而PCBF煙草沒(méi)有這種差異，一定程度上說(shuō)明了兩基因的不同。 3.低溫弱光脅迫下對(duì)轉(zhuǎn)基因植株P(guān)SⅡ的影響光合作用研究過(guò)程中，人們將光抑制定義為植物光合機(jī)構(gòu)所接受的光強(qiáng)超過(guò)光合作用利用時(shí)光合功能的下降，通常用PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)來(lái)表

4、示光抑制程度。低溫弱光12小時(shí)，ACBF1煙草的Fv/Fm比野生對(duì)照有較大改善，表觀光合量子傳遞效率ETR和光合電子傳遞量子效率φPSⅡ抑制程度也得到一定緩解。NPQ明顯呈上升趨勢(shì)，且轉(zhuǎn)基因株系高于野生對(duì)照，這說(shuō)明在低溫弱光脅迫抑制光合碳同化的情況下，轉(zhuǎn)基因煙草葉片的NPQ能夠更好地發(fā)揮耗散過(guò)剩激發(fā)能、保護(hù)光系統(tǒng)的作用。以上結(jié)果表明，轉(zhuǎn)入擬南芥CBF基因后，可能調(diào)控了某些下游基因，從而使植株在低溫弱光脅迫下，能過(guò)較好地保護(hù)煙草免受光抑制