轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因耐鹽堿水稻的篩選與抗性分析.pdf

1、水稻是世界上重要的糧食作物，世界上3/4以上的人口以水稻為主食，但是低溫、干旱、鹽堿等因素嚴重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，每年都會造成不同程度的損失。據(jù)統(tǒng)計，世界干旱、半干旱地區(qū)占地球陸地面積的33％，其危害相當于其它自然災害之和。鹽堿地占地球陸地面積的7.6％。另外，還有許多地區(qū)經(jīng)常受低溫冷害的影響。而我國約有670萬公頃鹽堿土耕地，還有2000萬公頃鹽堿荒地尚待開發(fā)。黑龍江省的鹽堿地集中在松嫩平原地區(qū)，分布面積廣，鹽漬化程度高，其中尤以三肇

2、、安達、大慶等地鹽堿地分布最為集中，大面積的鹽堿地嚴重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，對黑龍江省的經(jīng)濟造成極大的損失。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，灌溉地和塑料大棚面積不斷擴大，土壤次生鹽漬化日趨嚴重。隨著人口的不斷增加、耕地面積的日益減少和生態(tài)環(huán)境的急劇惡化，糧食供求矛盾將日益凸現(xiàn)，因此，如何提高作物抗干旱、鹽漬和低溫的能力是一個全世界都亟待解決的問題。
　　 傳統(tǒng)育種學家已經(jīng)在提高植物抗逆性方面進行了長期的探索與研究，但常規(guī)育種方法存在著工作量大

3、、周期長、耗資多、效率低、可利用基因資源有限等弊端，而通過基因工程手段進行分子育種則避免了以上缺點。近年來，隨著對植物逆境脅迫的分子反應和信號傳遞機理研究的逐漸深入，研究者已發(fā)現(xiàn)從改良或增強一個關(guān)鍵調(diào)控基因的調(diào)控能力著手，也許是提高作物抗逆性更為有效的方法和途徑，因此，進行這些調(diào)控基因的克隆和功能鑒定是植物抗逆基因工程研究的重要前提條件，篩選并獲獲得具有抗逆形狀的轉(zhuǎn)基因植株植物，為改良不斷惡化的生態(tài)環(huán)境提供了重要依據(jù)。
　　 本

4、研究以本實驗室獲得的轉(zhuǎn)鈣依賴的蛋白激酶基因OsCDPK7和促分裂素原活化蛋白激酶基因OsMAPK4基因的T2代和T3代水稻作為試材，對T2代植株進行了耐鹽堿的初步篩選，并研究了株高和死亡率；將收獲的T3水稻，進行了純合體的篩選及耐鹽堿的抗逆性檢測，同時研究了外源基因的表達情況和主要的耐鹽堿性狀。通過本研究可以獲得具有耐鹽堿的轉(zhuǎn)基因水稻，用于黑龍江省鹽堿地的改良，研究結(jié)果將為植物基因工程改良鹽堿地提供了新思路，具有一定的理論和應用價值，為

5、最終培育可在鹽堿地正常生長的轉(zhuǎn)基因水稻提供了重要資源。主要研究結(jié)果如下所示：
　　 1轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻植株的遺傳穩(wěn)定性分析1.1轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻植株P(guān)CR檢測對轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水T2代植株和T3代植株進行了PCR檢測，PCR檢測結(jié)果表明，轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株和T3代植株均能擴增出目的基因；初步證明轉(zhuǎn)基因水稻T2代植株和T3代植株中均

6、含有目的基因，目的基因已經(jīng)穩(wěn)定遺傳到后代。
　　 1.2轉(zhuǎn)基因抗性植株Southern雜交檢測為了進一步驗證轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻的遺傳穩(wěn)定性，Southern雜交此部分試驗正在進行中。
　　 2轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2植株遺傳特性的分析對轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株進行了耐鹽堿的初步抗性檢測，調(diào)查和分析了株高和死亡率，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因水稻的株高變化量大于對照水

7、稻株高的變化量，轉(zhuǎn)基因水稻的死亡率也低于對照水稻；其中E12啟動子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株株高變化量大于rd29A啟動子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株株高變化量，E12啟動子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株死亡率低于rd29A啟動子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK17基因水稻T2代死亡率，轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株具有較高的抗鹽

8、堿性。
　　 3轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3植株遺傳特性的分析對轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3代植株進行了耐鹽堿的抗性檢測，調(diào)查和分析了株高和鹽堿傷害指數(shù)，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因水稻T3代植株的株高變化量大于對照水稻株高的變化量，轉(zhuǎn)基因水稻的鹽堿傷害指數(shù)也明顯低于對照水稻；E12啟動子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3代植株株高變化量大于rd29A啟動子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK