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《天津大学》 2012年
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耐盐月季的选育及表达拟南芥AtDREB2A-CA对月季耐盐性的研究

TCHOUOPOU LONTCHI Josine(思妮)  
【摘要】:月季(Rosa chinensis Jacq.),是中国最主要的花卉之一,已在中国栽培了上千年,于1793年传入西欧。它是一种城市花卉,主要种植于北京等其他37个城市。同时,月季花种植受土壤盐碱条件的影响,这是对其生长和产量最有害的因素之一。盐胁迫在世界范围内制约着农作物的生长和产量,已成为中国灌溉地区主要和日趋严重的问题之一,影响着7%的土地面积和5%的耕地。虽然植物盐胁迫调控的研究已经取得了成果,但月季仍然没有取得进展。改进作物的耐盐性仍需要获得新的方法(无论是通过自然繁育还是转基因手段)和鉴定耐盐性的高效技术。 本研究为了提高月季的耐盐性,我们首先在NaCl压力培养基上通过组织培养再生技术进行自然繁殖。其次,脱水应答元件结合因子(DREB)主要与植物对非生物压力如寒冷、干旱和高盐的反应有关。此外,月季花大部分DREB基因的功能和调控这些反应的潜在机制依然需要进一步研究。所以,我们先以拟南芥作为模式植物对AtDREB2A-CA基因(拟南芥转录因子DREB2A脱水应答顺式作用元件相互作用序列)进行了功能分析。最后,在月季花中表达了AtDREB2A-CA基因。 在适宜的压力选择培养基上胚胎发育之后,对NaCl压力的缓解使小植株有了更好的适应性和易恢复性。与盐胁迫植株(SSIV)(434.75±0.44ug/g)相比,盐胁迫恢复植株(RIV)中脯氨酸含量(371.42±0.88ug/g)减少,但此值仍然显著高于对照组(368.79±0.58 ug/g)。盐胁迫恢复植株含水量(69.24±0.65%)也显著高于对照组(54.67±1.31%)。经过温室栽培再转移至试验田中的选育植株在生理和超微结构上表现出对NaCl压力的适应性。 表达AtDREB2A-CA基因的转基因拟南芥增加了水、脯氨酸、N、P和K含量,通过激活它们的合成提供应答和阻止植物免受NaCl伤害。而且,AtDREB2A-CA基因降低了叶绿素和总类胡萝卜素含量,这并没有影响盐胁迫条件下24小时之后的植物生长。本研究所观察到的转基因植株叶片上表皮的形态学改变仅发生在胁迫的初始阶段,并且栅栏薄壁组织体积的增加诱导了对NaCl胁迫的抗性。AtDREB2A-CA基因诱导了转基因植株无NaCl时类囊体膨胀和NaCl胁迫下轻微的类囊体聚积。同时,也发现对了淀粉粒合成的抑制作用。在NaCl压力条件下,当质体小球持续增加时白色体增加并最终保持恒定。这表明,NaCl胁迫能引起野生型植株叶绿体的损伤。有趣的是,AtDREB2A-CA基因表达引起的(这些)变化引起了植物叶片内膜对NaCl胁迫的耐受性。此外,一定浓度的H2O2(特别是0.3, 1.2 and 1.5 mMol/l)能够激活种子萌发和根的伸长,而LiCl只能激活种子萌发。 本研究提出了一种由农杆菌介导的侵染月季芽点的新方法。利用半芽点作为外植体进行转基因是其中最有效的方法,最佳条件为侵染时间6min,AS浓度100μM。转AtDREB2A-CA基因月季植株积累了较高的含水量(91.56±3.15%),脯氨酸含量(555.11±7.8μg/g),以及N(2.93±0.09%)、P (2.59±0.26%)、K (1.44±0.21%)含量,较低的叶绿素a、b(0.50±0.01 (X=m/M)和总类胡萝卜素(0.21±0.01 (X=m/M)含量,这些在野生型(植株)中的含量分别为78.87±1.25%; 350.76±13.93μg/g; 0.83±0.01%; 0.633±0.03%; 1.11±0.14%; 0.88±0.09 (X=m/M); 0.50±0.05 (X=m/M)。拟南芥研究结果表明,这种生理活性可用来参照其对NaCl的耐受力。蛋白质印迹分析表明AtDREB2A-CA介导了Cu/Zn-SOD蛋白的活性,并且高浓度NaCl条件下(200和300mM),Cu/Zn-SOD蛋白调节机制受AtDREB2A-CA激活。叶片上表皮超微结构分析表明,在野生型植株中叶片分泌细胞膨胀更为明显,转基因植株细胞间隙变小。我们还发现除了只有当NaCl浓度达200mM的时候,外褶皱的合成会受抑制之外,AtDREB2A-CA基因的表达也抑制压力和非压力性转基因植株中叶片角质层的合成。在NaCl浓度为200和300 mM条件下,转基因植株叶绿体呈纺锤形,并且显示出类囊体排列成特定的基粒,褶皱和小型的淀粉粒清晰可见。 我们首先可以推断,转基因繁殖的小植株具有水分保持的能力。脯氨酸的合成和可用性可以解释它在新环境中的调节机制。生理和超微结构的适应性说明,可能在养分获取和利用过程中存在一种遗传变异性,在植物育种过程中,利用养分将是一种可行的技术手段。其次,在模式植物拟南芥中AtDREB2-CA激活与盐胁迫耐受性相关下游基因,表明在遗传改良培育压力耐受性植物中,它可能是一个良好的候选基因。本研究提出的一种新的农杆菌介导的月季侵染方法,可以用于盐压力环境中大规模快速繁殖盐胁迫耐受性植物。在月季中AtDREB2-CA基因的表达调节了植物在适应NaCl压力时的生理活性。此外,该基因与月季通过激活Zn/Cu-SOD蛋白表达的盐胁迫应答途径有关。表达该基因的月季植株所提供的叶片细胞超微结构的构造(淀粉粒的缺失或微小化和角质层的薄化)与NaCl压力耐受性植物的特征相似。最后,表达AtDREB2-CA基因并具有NaCl压力耐受性的月季植株已被移栽至温室中正常生长三个月。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S685.12

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1 闫龙凤,杨青川,韩建国,刘志鹏;植物半胱氨酸蛋白酶研究进展[J];草业学报;2005年05期
2 宫海军,陈坤明,陈国仓,王锁民,张承烈;春小麦叶片质膜氧化还原系统及其对缓慢干旱胁迫的响应[J];西北植物学报;2003年02期
3 押辉远,谷运红,秦广雍,霍裕平;导入Prd29A:DREB1 A融合基因获得抗逆性小麦的探索与实践[J];河南农业科学;2004年02期
4 谢永丽;;一类植物中特有的转录因子——AP2/EREBP转录因子家族[J];青海师范大学学报(自然科学版);2006年03期
5 李丽娟;赵奂;李艳军;刘祥林;何奕昆;;植物中的DREB类转录因子[J];首都师范大学学报(自然科学版);2006年05期
6 陈峰;余军平;方晓红;张贵友;;鉴定水稻中一个新的专一结合GCC元件的AP2/EREBP族转录因子[J];生物化学与生物物理进展;2006年07期
7 曾会明;马挺军;王华芳;;转录因子DREB2A植物表达载体构建及烟草转基因研究[J];生物技术通报;2006年02期
8 秦红霞;宋玉霞;刘敬梅;;植物DREB转录因子的研究进展及应用[J];生物技术通讯;2006年05期
9 康宗利;杨玉红;张立军;;植物响应干旱胁迫的分子机制[J];玉米科学;2006年02期
10 押辉远,秦广雍,霍裕平;Prd29A及DREB1A的克隆和干旱诱导型植物表达载体的构建与鉴定[J];植物生理学通讯;2005年03期
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1 赵金梅;周禾;王晓荣;袁彬鸿;;基因工程方法提高草坪草抗逆性的展望[A];中国草学会草坪专业委员会第六届全国会员代表大会及第九次学术研讨会论文汇编[C];2004年
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1 张振霞;几种牧草和草坪草植物遗传转化体系的建立及其转基因研究[D];甘肃农业大学;2002年
2 汪洪;不同土壤水分状况下锌对玉米生长、养分吸收、生理特性及细胞超微结构的影响[D];中国农业科学院;2002年
3 贾庚祥;BADH基因转化番茄提高耐盐性的研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2002年
4 李平华;盐胁迫下盐地碱蓬液泡膜质子泵表达分析及过量表达SsNHX1-AVP1对拟南芥耐盐性的影响[D];山东师范大学;2003年
5 李志邈;两个与抗病、抗逆和发育相关的拟南芥激发标签突变体asr1和dai1的研究[D];浙江大学;2004年
6 李雪平;大豆DREB类转录因子基因的克隆及功能研究[D];中国农业大学;2004年
7 张学杰;过量表达盐地碱蓬cDNA文库及SsNHX1-AVP1对拟南芥耐盐性的影响和盐地碱蓬FAD7基因cDNA的克隆与表达分析[D];山东师范大学;2004年
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9 陈智忠;拟南芥耐旱突变体lew2和abo1的筛选、基因克隆及其功能分析[D];中国农业大学;2005年
10 徐兆师;小麦抗逆相关DREB/ERF转录因子基因的克隆与鉴定[D];中国农业科学院;2005年
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1 马千全;外源甜菜碱提高小麦抗旱性的研究[D];山东农业大学;2003年
2 曹丽霞;调控小麦抗逆相关基因的转录因子的克隆[D];内蒙古农业大学;2003年
3 高亚梅;拟南芥抗除草剂基因与核不育基因连锁关系的生物信息分析[D];华中农业大学;2003年
4 李丽娟;小立碗藓抗逆相关基因PpDREB-like的克隆及其功能初步研究[D];首都师范大学;2005年
5 齐岩;渗透胁迫相关基因对烟草的遗传转化及基因功能的研究[D];东北农业大学;2005年
6 东丽;chi、rip、DREB1A基因多价植物表达载体构建及对黄瓜遗传转化[D];东北农业大学;2005年
7 邱志刚;小麦DERB及EREBP类转录因子的特性分析[D];吉林农业大学;2005年
8 马新蕾;外源甜菜碱提高烟草抗旱性的研究[D];山东农业大学;2006年
9 王贵平;转BADH基因烟草光合作用对干旱强光胁迫的响应[D];山东农业大学;2006年
10 董京祥;柽柳rd22基因的载体构建及功能验证[D];东北林业大学;2006年
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1 徐呈祥,徐锡增;硅对盐胁迫下金丝小枣叶绿素荧光参数和气体交换的影响[J];南京林业大学学报(自然科学版);2005年01期
2 徐呈祥,马艳萍,胡恒康,徐锡增;硅对盐胁迫下金丝小枣生长与生理的效应[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2005年05期
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1 尚纪平;;月季迷孔庆智[J];中国花卉盆景;1992年04期
2 马素娟;月季喷洒广增素802效果好[J];广西农业科学;1995年S1期
3 王月红;;月季春节催花技术[J];中国花卉盆景;1997年12期
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1 王红兰;曹静;;月季在园林设计中的应用[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年
2 杜莹;许桂花;陈进勇;;北京市植物园月季冬季受害分析[A];2010北京园林绿化新起点[C];2010年
3 王美仙;高琪;邬洪涛;;北京的月季专类园发展及设计初探[A];中国风景园林学会2011年会论文集(下册)[C];2011年
4 ;传承月季文化 缔造南国名园[A];中国公园协会2009年论文集[C];2009年
5 柳忠娜;谢丽娟;赵梁军;;耐热耐湿月季的品种筛选研究[A];中国园艺学会2011年学术年会论文摘要集[C];2011年
6 王希;陈燕;王彩云;;新型栽培基质和营养液对盆栽月季‘和平'生长和发育的影响[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
7 许桂花;张佐双;;月季作为奥运花卉的应用前景[A];奥运环境建设城市绿化行动对策论文集[C];2004年
8 阮芳;马策;李振涛;;不同药剂处理对月季种子发芽率的影响[A];辽宁省农林业无害化生产技术研讨会论文集[C];2011年
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10 古勤生;冯红英;彭斌;王平格;;河南发生月季根癌病[A];中国植物病理学会2004年学术年会论文集[C];2004年
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1 江苏阳光生态农林公司 张卫东;树状月季开花少原因探析[N];中国花卉报;2010年
2 王严;高档月季蕴商机[N];农民日报;2003年
3 晓项;长春成功引种耐寒月季[N];农民日报;2004年
4 本报特约记者 陆继亮;品种收集与测试齐头并进[N];中国花卉报;2010年
5 衡水市园林管理局、衡水市桃城区林业局 李明 张志明 张卫国;月季反季节种植技术[N];中国花卉报;2010年
6 本报记者 闫慧;更新复壮助月季“延年益寿”[N];中国花卉报;2010年
7 本报特约记者 陆继亮;春季大棚月季生产管理要点[N];中国花卉报;2011年
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9 通讯员 朱晓兵 周忠杰 陶漾 YMG记者 张晋;花文化,莱州发展新动力[N];烟台日报;2011年
10 太行山国有林管理局禅堂寺林场 张彦军 田春丽;月季的露地栽培技术[N];山西科技报;2011年
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1 TCHOUOPOU LONTCHI Josine(思妮);耐盐月季的选育及表达拟南芥AtDREB2A-CA对月季耐盐性的研究[D];天津大学;2012年
2 黄平;月季品种分子鉴定与遗传关系分析[D];中国林业科学研究院;2012年
3 蒋昌华;月季RcHSP17.8基因克隆与功能研究[D];复旦大学;2008年
4 高莉萍;月季品种‘萨蔓莎’植株再生体系的建立和根癌农杆菌介导的遗传转化研究[D];华中农业大学;2005年
5 张少颖;NO对月季切花瓶插期间生理效应及作用机制的研究[D];西北农林科技大学;2007年
6 张云;N-酰基乙醇胺延缓香石竹切花(Dianthus caryophyllus L.)衰老机理的研究[D];南京农业大学;2006年
7 白锦荣;部分蔷薇属种质资源亲缘关系分析及抗白粉病育种[D];北京林业大学;2009年
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9 赵小兰;抗根癌病多花蔷薇对病原菌浸染的生理及分子响应[D];中国农业大学;2005年
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7 马策;纤维素酶等不同物质对月季种子萌发的影响[D];中国农业科学院;2010年
8 韩倩;地被月季杂交育种初步研究[D];北京林业大学;2012年
9 郑玉梅;月季再生体系与pBinETR1转化初探[D];中国农业大学;2004年
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