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脂肪酸不饱和度的增加对转基因拟南芥植株生理及抗盐抗低温的影响

方雪飞  
【摘要】: 拟南芥(Arabidopsis thaliana)是生物学研究最常用的模式植物之一。为了能在高等植物中生产鱼油的脂肪酸成分EPA等,亓宝秀等将Isochrysis galbana△9–链延长酶,Euglena gracilus△8-减饱和酶和Mortierella alpina△5-减饱和酶三个基因分别转化到拟南芥中,并成功得到了转三基因的纯合体。转基因后的拟南芥脂肪酸成分发生了很大变化,出现了多种拟南芥本身不具有的20碳长链不饱和脂肪酸,其含量占总脂肪酸含量的20%,增加了植株脂肪酸的不饱和度。本研究以野生型(col-4),转Isochrysis galbana△9–链延长酶单基因型(single),转Isochrysis galbana△9–链延长酶和Euglena gracilus△8-减饱和酶的双基因型(double)及转Isochrysis galbana△9–链延长酶,Euglena gracilus△8-减饱和酶和Mortierella alpina△5-减饱和酶三基因型(triple,T)的种子及株系为材料,通过测定GM培养基上的萌发率,生长情况、盐胁迫后转三基因植株的光合效率、活性氧清除酶活性、渗透调节能力及膜脂受伤害程度等指标,研究了脂肪酸不饱和度的增加对拟南芥抗盐及抗低温的影响。主要结果如下: 1.通过GM培养基正常培养下四种基因型种子的萌发率,幼苗生长情况及50mM氯化钠处理下四种基因型幼苗的生长情况分析,结果显示正常条件下,转三基因型种子比野生型萌发率要高,幼苗长势要好;盐处理条件下,转三基因型幼苗比野生型长势要好,表明转三基因型幼苗比野生型具有更好的生长力和抗盐性。 2.通过测定荧光参数和光合速率,探讨了脂肪酸组成对盐胁迫下拟南芥光合系统的影响。盐胁迫下与野生型相比,转三基因植株的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、光合速率(Pn)下降程度较小,表明脂肪酸不饱和度的增加可以缓解盐胁迫对拟南芥光合作用的影响,减轻光系统Ⅱ的光抑制。 3.与野生型相比,盐胁迫下转三基因植株维持较高的超氧化物歧化酶(SOD),抗坏血酸过氧化物酶(APX),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性,和相对较低的O2 ,H2O2的含量;转三基因株系叶绿体中这几种酶活性的相对升高,能够降低活性氧的积累,膜脂过氧化程度减轻。 4.随盐胁迫浓度的增加,同野生型相比,转三基因株系能积累较多的渗透调节物质如脯氨酸、可溶性糖等,渗透调节能力较强。结果表明脂肪酸不饱和度的增加提高了盐胁迫下拟南芥的渗透调节能力。 5.随着盐胁迫浓度的增加,同野生型相比,转三基因拟南芥株系相对电导率的增加幅度要小。随着低温胁迫时间的延长,有着相似的结果,并且转三基因拟南芥株系相对电导率的增加幅度小得更明显。


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