過量表達(dá)cAPX基因提高毛白楊抗逆性研究.pdf

1、活性氧是植物細(xì)胞正常代謝的產(chǎn)物。當(dāng)植物遭受脅迫,活性氧在植物中的濃度將增加,如果過量的活性氧不能得到清除,將威脅到植物正常的生命活動。因此,能夠及時(shí)有效地清除細(xì)胞中多余的活性氧,使活性氧濃度維持在正常范圍內(nèi),對植物的正常生長發(fā)育至關(guān)重要。APX是植物清除活性氧的重要酶類之一。APX在植物體中參與抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán),大部分以細(xì)胞質(zhì)型APX(cAPX)存在于植物體中,cAPX在植物抵御活性氧破壞中發(fā)揮不可替代的作用。
　　毛白楊(

2、Populus tomentosa)是生態(tài)綠化和速生用材造林的優(yōu)良樹種。本研究以野生型741毛白楊為實(shí)驗(yàn)材料,利用pBI121-cAPX重組質(zhì)粒,采用葉圓盤轉(zhuǎn)化法,獲得過量表達(dá)cAPX基因毛白楊植株。實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)cAPX基因毛白楊在不同脅迫(鹽、干旱和氧化)條件下的抗逆性,主要結(jié)果如下:
　　1.采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉圓盤轉(zhuǎn)化法,以20mg/L的卡那霉素(Kan)篩選不定芽和根,獲得了具有Kan抗性的毛白楊再生植株。
　　2.用選

3、擇標(biāo)記基因npt-Ⅱ引物,將上述對Kan具有抗性的毛白楊植株進(jìn)行PCR檢測,能擴(kuò)增出目的條帶(約700bp)的植株為陽性植株,結(jié)果表明,共得到轉(zhuǎn)4種cAPX基因(APX-Ⅱ、APX-Ⅲ、APX-Ⅶ和APX-Ⅸ)的毛白楊陽性株系。
　　3.為了進(jìn)一步檢測再生毛白楊植株,將經(jīng)PCR鑒定為陽性的毛白楊植株做Gus組織化學(xué)染色檢測。結(jié)果顯示,外源基因在轉(zhuǎn)化植株的葉組織中得到表達(dá)。
　　4.將經(jīng)上述雙重鑒定的部分轉(zhuǎn)cAPX基因毛白楊轉(zhuǎn)

4、化植株進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測,結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)基因植株的cAPX基因表達(dá)量均高于野生型植株。
　　5.鹽脅迫下,過量表達(dá)cAPX基因植株體內(nèi)APX活性、AsA含量、葉片總?cè)~綠素含量、葉片K+含量和K+/Na+均高于或顯著高于野生型毛白楊,而體內(nèi)的H2O2含量、MDA含量、相對電導(dǎo)率和葉片Na+含量明顯低于野生型對照。這表明,過量表達(dá)cAPX基因可以提高楊樹對鹽脅迫的抵抗能力。
　　6.經(jīng)干旱處理后,過量表達(dá)cAPX植株葉片組

5、織含水量、APX活性、AsA含量和總?cè)~綠素含量均高于野生型楊樹;與轉(zhuǎn)基因楊樹相比,野生型植株葉片更早出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象,細(xì)胞膜透性增加明顯,體內(nèi)的H2O2含量和MDA含量更高。由此顯示,過量表達(dá)cAPX基因可以增強(qiáng)植株的抗旱能力。
　　7.經(jīng)甲基紫精處理的氧化脅迫下,轉(zhuǎn)基因毛白楊的保護(hù)酶(APX和GR)活性、AsA含量和總?cè)~綠素含量均顯著或極顯著高于野生型毛白楊;而野生型楊樹體內(nèi)的H2O2含量、MDA含量和細(xì)胞膜透性都明顯增加。這表明,