GsZFP1和GsWRKY20基因轉(zhuǎn)化苜蓿及耐鹽耐旱性分析.pdf

1、非生物脅迫，尤其是干旱、低溫和鹽堿，是導(dǎo)致作物減產(chǎn)和限制作物地理分布的主要因素。紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是世界上栽培面積最大、應(yīng)用最廣泛的多年生豆科牧草。苜蓿中富含蛋白、纖維等營養(yǎng)成分及鈣、磷等礦物質(zhì)，是世界公認的優(yōu)良牧草，在世界各國都大面積種植。雖然苜蓿具有抗旱、耐寒、耐鹽堿的特性，但只適宜在輕度干旱和輕度鹽堿的土地上種植，在中、重度鹽漬化及干旱的土地上種植則受到很大限制。
　　 我們在前期研究中從野生

2、大豆中克隆了兩個基因GsZFP1和Gs WRKY20，在擬南芥中研究表明:GsZFP1和Gs WRKY20基因過量表達能提高擬南芥植株的抗旱性。本研究擬將這兩個基因轉(zhuǎn)化豆科植物苜蓿，目的是在獲得耐旱轉(zhuǎn)基因苜蓿新材料的同時，在苜蓿中研究這兩個基因的功能及其作用機理。具體研究內(nèi)容包括:構(gòu)建GsZFP1和Gs WRKY20基因植物表達載體，采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化苜蓿品種——農(nóng)菁1號，通過子葉節(jié)再生途徑獲得再生植株。采用PCR方法鑒定轉(zhuǎn)基因苜蓿，

3、采用半定量RT-PCR、qPCR方法鑒定出GsZFP1和GsWRKY20基因過量表達的轉(zhuǎn)基因苜蓿新材料。對轉(zhuǎn)基因苜蓿進行NaCl和干旱脅迫處理，分析脅迫處理下的植株表型和生理指標。測定轉(zhuǎn)基因苜蓿根和葉中的Na+和K+含量，分析GsZFP1和GsWRKY20基因提高苜蓿抗鹽性機理。采用qPCR方法分析轉(zhuǎn)基因苜蓿中干旱脅迫相關(guān)marker基因表達;離體葉片失水速率;采用掃描電鏡方法觀測轉(zhuǎn)基因苜蓿葉片的氣孔密度和大小;采用透射電鏡方法觀測轉(zhuǎn)基

4、因苜蓿葉片角質(zhì)層厚度，分析GsZFP1和Gs WRKY20基因提高苜蓿抗旱性機理。本研究取得的主要研究結(jié)果如下:
　　 1.獲得轉(zhuǎn)化GsZFP1基因苜蓿新材料3份;獲得轉(zhuǎn)化Gs WRKY20基因苜蓿新材料3份。
　　 2.GsZFP1和GsWRKY20基因能提高苜蓿的耐鹽性，其作用的機理是:GsZFP1和Gs WRKY20基因能減少NaCl處理下苜蓿細胞中的鈉離子含量的增加，同時減少細胞中鉀離子含量的降低，從而維持細胞中

5、穩(wěn)定的鈉鉀離子含量，保護細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和離子平衡，從而提高植物耐鹽性。
　　 3.GsZFP1基因能提高苜蓿的耐旱性，其作用的機理是:GsZFP1基因上調(diào)干旱相關(guān)marker基因MtCOR47、MtRD2、MtP5CS和MtRAB18表達;通過減小苜蓿氣孔大小，增加葉片角質(zhì)層厚度，降低葉片散水率，從而提高植物耐旱性。
　　 4.Gs WRKY20基因能提高苜蓿的耐旱性，其作用的機理是:Gs WRKY20基因上調(diào)干旱相關(guān)m