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《华中农业大学》 2011年
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农杆菌介导的MdSPDS1、AhBADH、PtrICE1基因转化柑橘及转基因植株抗性机理研究

付行政  
【摘要】:柑橘是世界最重要的果树之一,其产业的发展对促进地区经济和人类健康具有重要意义。在过去的十年中,柑橘生产取得了巨大进展,但是生物和非生物胁迫一直是制约柑橘生产的重要因素,其中溃疡病、盐害以及低温对柑橘产业造成的经济损失十分惨重。因此培育抗性强的柑橘品种是解决这些问题的关键。由于传统育种手段在柑橘上存在的局限性,利用基因工程技术将一些重要的抗性基因转入柑橘是获得抗性种质最为快捷高效的途径。已有研究表明,多胺在植物抗病反应中发挥重要作用,但是相关报道十分有限。甘氨酸甜菜碱是植物在高盐胁迫下积累的一种重要渗透保护物。ICE1是植物低温响应基因中最上游的一个转录因子,其调控一系列低温响应基因的表达。本研究对已经获得的亚精胺合成酶基因(MdSPDS1)转暗柳橙(Citrus sinensis Osbeck'Anliucheng')植株进行了分子鉴定以及溃疡病抗性分析,此外通过农杆菌介导的遗传转化将甜菜碱醛脱氢酶以及PtrICE1转录因子分别转入枳(Poncirus trifoliata L.Raf.)和柠檬(Citrus limon Burm.f.)中,增强其盐以及低温抗性。主要结果如下: 1.对MdSPDS1基因转暗柳橙株系进行了PCR鉴定,获得10株阳性转基因植株。MdSPDS1基因在TG4和TG9两个转基因株系中超量表达。Soutern杂交分析表明,MdSPDS1基因在TG9植株中以单拷贝插入。多胺含量测定结果表明TG4和TG9的精胺(Spm)含量明显高于WT。对TG4.TG9以及非转基因对照植株(WT)叶片接种柑橘溃疡病(Xanthomonas axonopodis pv.citri)发现,两个转基因系比WT表现明显低的敏感性、发病率和病斑大小。此外,研究数据表明接种溃疡病明显诱导了TG9中Spm积累和多胺氧化酶(PAO)活性,TG9比WT表现更显著的过敏性反应(HR)和更多的H202产生。对TG9叶片使用PAO抑制剂(双胍辛胺乙酸盐)处理明显抑制了PAO活性,减少了H202产生,和水处理对照相比导致明显严重的溃疡病发生。此外,接种前后病程相关蛋白以及JA合成相关基因在TG9中表达量显著高于WT。 对相同条件下TG9和WT叶片进行基因芯片杂交,共挑选出666个差异表达基因,其中上调表达448个,下调表达218个。随机挑选9个上调表达和1个下调表达基因使用RT-PCR方法验证了基因芯片结果。使用Blast2GO软件对所有差异基因进行了功能注释,同时按所涉及的生物学过程、分子功能和细胞元件进行了功能分类,包括细胞过程、代谢过程、对刺激响应、定位、生物学调控、结合活性、催化活性、转运活性、电子载体活性、转录调控活性、细胞器、大分子复合体、细胞外区间等。在上调表达基因中,68个对刺激响应和免疫系统过程相关基因、12个细胞壁相关基因和13个转录因子类基因可能直接涉及溃疡病抗性,本研究对其进行了讨论。此外,RT-PCR分析了一些重要候选基因在接种前后表达,结果表明大部分基因在TG9中的表达量均不同程度的高于WT,且溃疡病接种能进一步诱导其表达。 2.对枳实生苗采用0、100、200mM NaCl处理发现,盐处理明显诱导了其甘氨酸甜菜碱(GB)积累,且随盐浓度升高表现更高的积累水平。通过农杆菌介导的遗传转化将山菠菜(Atriplex hortensis)甜菜碱醛脱氢酶基因(AhBADH)转入枳中,PCR鉴定表明获得阳性转基因植株。RT-PCR分析表明AhBADH基因在3个挑选的转基因系(#48、#51和#133)中超量表达,而在WT中没有检测到表达。三个转基因系GB含量显著高于WT。200 mM NaCl处理表明,转基因系比对照表现明显少的叶片白化和脱落,以及低的丙二醛(MDA)积累、高的叶绿素含量。此外,转基因株系在盐处理后减少了Na+、Cl积累,而增加了K+吸收,从而导致较高的K/Na水平。 3.通过农杆菌介导的遗传转化将枳中克隆的ICE1转录因子基因(PtrICE1)转入柠檬并获得转基因植株。实时定量分析表明PtrICE1基因在转基因株系中正常超表达,且大部分转基因株系PtrICE1基因表达量显著高于WT。对转基因株系以及WT进行-6℃低温处理,两个转基因株系(#17和#21)表现明显的抗寒能力。低温处理下转基因植株减少了细胞死亡和超氧阴离子积累。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S666

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾柏全;邓子牛;熊兴耀;;柑橘产业中病害问题及解决途径[J];安徽农业科学;2008年13期
2 朱学艺,张承烈;植物响应水分胁迫的主要功能蛋白[J];西北植物学报;2003年03期
3 刘星辉;潘东明;陈清西;;电导法测定龙眼耐寒性的研究[J];福建农学院学报;1985年04期
4 姜立智,梁宗锁;干旱胁迫对植物基因的诱导及基因产物的变化[J];干旱地区农业研究;2001年03期
5 彭良志;;对2008年柑桔冻害的思考和冻害果园管理建议[J];中国果业信息;2008年03期
6 刘永忠;刘庆;陶能国;邓秀新;;一种适合于成熟脐橙果皮和果肉的RNA提取方法(英文)[J];华中农业大学学报;2006年03期
7 李芳;李先文;黎定军;;AP2/EREBP转录因子及其在植物抗逆中的作用[J];江西农业学报;2008年01期
8 ;Over-Expression of ICE1 Gene in Transgenic Rice Improves Cold Tolerance[J];Rice Science;2008年03期
9 程世亚;袁澍;席德慧;林宏辉;;植物系统获得性抗性的分子机理[J];生命的化学;2008年03期
10 李善菊,任小林;植物水分胁迫下功能蛋白的研究进展[J];水土保持研究;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 俞嘉宁;小麦耐旱、耐盐相关基因的克隆、分析与功能研究[D];西北农林科技大学;2003年
2 黄家权;抗寒基因的克隆及根癌农杆菌介导的ICE1基因转化柑橘的研究[D];华中农业大学;2005年
3 闵东红;小麦抗逆相关的ERF转录因子基因及功能基因的克隆与表达特性研究[D];西北农林科技大学;2006年
4 高世庆;大豆、小麦抗逆相关Gm/TaAREB转录因子基因、启动子克隆及功能鉴定[D];中国农业科学院;2007年
5 仝铸;柑橘高效遗传转化体系的建立与类胡萝卜素代谢相关基因的遗传转化[D];华中农业大学;2008年
6 黄远;耐盐砧木嫁接提高黄瓜耐盐性的效果及机理研究[D];华中农业大学;2010年
7 刘德春;枳PtrICE1、PtrHOS1和PtrLOS2基因克隆及PtrICE1遗传转化研究[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈传武;根癌农杆菌介导MdSPDS1和HAL2基因转化柑橘的研究[D];华中农业大学;2006年
2 刘婷婷;MdSPDS1基因的功能分析及转化毛白杨的初步研究[D];北京林业大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董合忠,李维江,刘锐,张玉娜;植物诱导抗病性及其在棉花病害防治中的利用[J];山东农业科学;2002年02期
2 韩琳娜,崔德才;β-1,3-葡聚糖酶及其抗病机制与应用研究进展[J];山东农业科学;2004年04期
3 洪晓晓;于晓英;;园林地被植物抗旱机制研究进展[J];山东农业科学;2009年05期
4 邱乾栋;吕晓贞;臧德奎;张雷;张立才;杜淑辉;;植物抗寒生理研究进展[J];山东农业科学;2009年08期
5 刘柏玲;张凯;聂恒林;翟胜男;;铜对荞麦种子萌发及幼苗生长的影响[J];山东农业科学;2009年09期
6 陆爱华;渠慎春;陈宗元;杨意成;孙敦前;章镇;;套袋对富士苹果果实品质的影响[J];安徽农学通报;2006年12期
7 韩宝;冯永庆;秦岭;;板栗雄花序石蜡切片改进方法的研究[J];安徽农学通报;2008年03期
8 陈素华;顾和平;陈新;张红梅;姜晓宁;张琤琤;;植物毒素及其在农业上的应用[J];安徽农学通报;2008年17期
9 许锁链;柯学;陈凯;龚明;;甜菜碱与植物抗逆性机理的研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年07期
10 吴楚;孙海龙;王政权;;磷胁迫对水曲柳幼苗潜在光合速率的影响[J];安徽农业科学;2005年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜奎;王永清;;枇杷与梨属间远缘杂交亲和性研究[A];第五届全国枇杷学术研讨会论文(摘要)集[C];2011年
2 刘晓丽;张伟;杜运鹏;何恒斌;贾桂霞;;5种百合抗寒性生理指标早期筛选的研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 李晓光;张建光;;梨叶片光合作用研究进展[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
4 李晓光;张建光;高颖;王金鑫;程子义;;光照强度对鸭梨叶片净光合速率和抗氧化特性的影响[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
5 王海光;李自超;;植物干旱胁迫应答基因及其产物研究进展[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
6 杜健;冯浩;贾涛;王秉荣;夏志明;王成;;强致病落叶型黄萎病遗传基因转化体系构建研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
7 杜健;吴普特;冯浩;王秉荣;王成;王丽;;气候干暖化棉花抗旱种质创新及生态节水机理研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
8 刘建新;;外源一氧化氮供体SNP对盐胁迫下多年生黑麦草幼苗根生长抑制和氧化损伤的缓解效应[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
9 陈崇顺;朱雪峰;郁志芳;;蔬菜植物几丁质酶最新研究评述[A];中国科协第3届青年学术年会园艺学卫星会议暨中国园艺学会第2届青年学术讨论会论文集[C];1998年
10 高清华;段可;甘霖;张大福;;我国核桃繁殖技术的研究(综述)[A];首届全国干果生产与科研进展学术研讨会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆莲;苹果多胺和脯氨酸合成代谢相关基因的功能鉴定[D];山东农业大学;2009年
2 曾卫军;拟南芥(Arabidopsis thaliana)受胁迫因子诱导激活启动子的筛选及其应用研究[D];华东师范大学;2011年
3 罗新宁;基于SPAD的棉花氮素营养诊断及氮营养特性研究[D];新疆农业大学;2010年
4 李瑞利;两种典型盐生植物耐盐机理及应用耐盐植物改良盐渍土研究[D];南开大学;2010年
5 赵宇瑛;黄瓜磷脂酶D和抗氧化系统对采后机械损伤胁迫的响应[D];浙江大学;2011年
6 邵咏妮;水稻生长生理特征信息快速无损获取技术的研究[D];浙江大学;2010年
7 何影;引入甘氨酸甲基化合成甜菜碱途径提高黑麦草抗旱性研究[D];山东大学;2010年
8 郑维列;西藏色季拉山长鞭红景天种群生态学特性研究[D];中南林业科技大学;2010年
9 万凌琳;水稻β-1,3葡聚糖苷酶基因Osg1的功能研究[D];武汉大学;2010年
10 李金文;基于水稻叶片生理生态学特征的氮营养诊断[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张庆福;枳精氨酸脱羧酶基因(PtADC)转化烟草提高抗脱水研究[D];华中农业大学;2010年
2 罗杨;柑橘变异材料的遗传鉴定与品质分析[D];华中农业大学;2010年
3 李辉;柑橘新种质的创造及鉴定[D];华中农业大学;2010年
4 雷莹;柑橘果实化渣性研究[D];华中农业大学;2010年
5 管睿;红暗柳橙脂类相关质体蛋白基因的克隆与功能初步分析[D];华中农业大学;2010年
6 范锐;脐橙(Citrus sinensis Osbeck)果实采后商业贮藏中基因表达的芯片分析及候选基因的表达验证[D];华中农业大学;2010年
7 曹银川;柑橘NAC转录因子的克隆与表达分析[D];华中农业大学;2010年
8 詹菁;百合AGAMOUS同源基因的克隆、载体构建及遗传转化[D];华中农业大学;2010年
9 房剑锋;利用2n卵创制无核甜柿新种质的研究[D];华中农业大学;2010年
10 王引;柑橘溃疡病不同抗性类型生理差异比较及SA诱导的抗性研究[D];华中农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 隋新霞,楚秀生,李根英,吴祥云,黄承彦;外源DNA导入技术及其在小麦育种中的应用[J];山东农业科学;2002年06期
2 王松华,周阮宝;三叶期前水稻幼苗抗寒生理研究[J];安徽农业技术师范学院学报;1998年03期
3 张子学;张蕊;隋益虎;崔广荣;张从宇;;温度胁迫对辣椒部分生理特性的影响[J];安徽科技学院学报;2007年03期
4 万清林;;草莓抗寒特性分析[J];北方园艺;1990年08期
5 王淑杰,王家民,李亚东,王春梅;可溶性全蛋白、可溶性糖含量与葡萄抗寒性关系的研究[J];北方园艺;1996年02期
6 于秋菊,吴锜,林忠平,李景富;植物水孔蛋白研究进展[J];北京大学学报(自然科学版);2002年06期
7 万善霞,王婉琬,滑静,张淑平;胰蛋白酶抑制剂在不同领域的研究概况[J];北京农学院学报;2003年02期
8 黄小云,向邓云,谈锋;自然降温过程中草珊瑚抗寒适应性研究——水分、渗透调节物的动态变化与低温半致死温度的关系[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2002年01期
9 崔凤芝,张运涛;多胺与园艺植物生长发育的关系[J];河北农业大学学报;1996年03期
10 王洪利,楼程富,谈建中,陈复生;半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因及其在桑树害虫防治上的应用前景[J];蚕业科学;2000年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 黄家权;抗寒基因的克隆及根癌农杆菌介导的ICE1基因转化柑橘的研究[D];华中农业大学;2005年
2 赵玲玲;苹果MdSAMDC2和MdICE1基因的功能鉴定以及抗逆性研究[D];山东农业大学;2007年
3 朱进;嫁接提高黄瓜幼苗耐盐性的生理机制研究[D];华中农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 于海武;毛白杨无性系耐盐性比较与转耐盐基因的研究[D];北京林业大学;2004年
2 刘歆;绿色荧光蛋白基因(gfp)转化柑橘及植株再生[D];华中农业大学;2005年
3 陶建军;柑橘CBF类似基因的克隆与分析[D];华中农业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟成民;曹必好;刘娟旭;雷建军;;蔬菜作物原位转基因技术研究进展[J];中国蔬菜;2005年12期
2 南相日;;菜豆几丁质酶基因转化马铃薯及后代表达[J];中国农学通报;2006年02期
3 赵佩欧;谢科;郭泽建;;水稻Os WRKY10与GFP融合基因的烟草转化及亚细胞定位观察[J];浙江农业学报;2006年03期
4 周春丽;郭卫东;路梅;陈瑾;李玉萍;;农杆菌介导佛手遗传转化主要影响因素的研究[J];热带亚热带植物学报;2006年05期
5 蒋敏华;杨清;李丽;黄先群;;马铃薯抗晚疫病转基因研究进展[J];种子;2006年12期
6 张彬;赵明;高志强;丁在松;石云鹭;方立锋;;农杆菌介导春小麦遗传转化体系的优化研究[J];核农学报;2007年02期
7 陈智勇;易自力;蒋建雄;覃静萍;储成才;;匍匐翦股颖农杆菌转化体系的研究[J];中国草地学报;2007年05期
8 丁建刚;胡定慧;;农杆菌介导的莴笋遗传转化体系初步研究[J];广西农业科学;2008年02期
9 刘永巍;田红刚;孟巧霞;孟昭河;李春光;张景龙;;利用农杆菌介导的共转化法获得转基因水稻[J];黑龙江农业科学;2008年03期
10 罗齐军;朱昌叁;曾富华;;农杆菌介导的基因转化辣椒条件的优化[J];江西农业学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘兴娜;白庆荣;高洁;;农杆菌介导hrpZ_(Psg12)基因转化烟草的研究[A];公共植保与绿色防控[C];2010年
2 李宏宇;鲁国东;王明海;郑武;王宗华;;农杆菌介导获得稻瘟病菌突变体[A];中国植物病理学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2002年
3 徐春香;李华平;肖火根;范怀忠;;农杆菌介导的香蕉束顶病毒运动蛋白基因的初步转化[A];中国植物病理学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2002年
4 曹明霞;黄健秋;卫志明;;农杆菌介导的多基因转化获得优质高产水稻株系[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年
5 王戈亮;许亦农;;农杆菌介导的大豆下胚轴遗传转化体系的建立和利用RNAi改良大豆油脂品质[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
6 乐超银;郭政宏;王健;廖甜甜;刘海军;李金鞠;;农杆菌介导魔芋鳞片遗传转化的研究[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
7 王萍;邹艳;徐军田;李信书;周向红;易乐飞;;农杆菌介导条斑紫菜遗传转化影响因子的研究[A];庆祝中国藻类学会成立30周年暨第十五次学术讨论会摘要集[C];2009年
8 高燕会;孙毅;吴家和;李润植;;农杆菌介导的几丁质酶基因对小麦遗传转化的研究[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年
9 闫硕;宋玉;王广东;;农杆菌介导的观赏向日葵高效遗传转化体系的建立[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
10 林拥军;张启发;;农杆菌介导的高效籼稻基因转化体系的建立[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 解悦;南京“生态草坪”被北京奥组委相中[N];中国花卉报;2007年
2 李太宇;晋棉38棉花[N];河南科技报;2006年
3 宋黔云;全省植物基因工程研究进展顺利[N];贵州日报;2004年
4 记者 宦建新 通讯员 李幼飞;我国利用基因技术提高油菜籽含油量[N];科技日报;2002年
5 于洋;木霉菌—油菜联合代谢作用控制农田土壤重金属污染机理[N];科技日报;2007年
6 记者 张国卿 鲁迅承;让光与热为祖国释放[N];新华每日电讯;2000年
7 本报记者 刘伟林;院省合作水稻研究实现稳步推进[N];农民日报;2011年
8 周铮;“超油油菜”引领作物育种革命[N];江苏农业科技报;2003年
9 费园;生态保护盯上抗逆草坪草[N];农民日报;2002年
10 支勇平;我国葡萄属植物野生种抗白粉病基因克隆研究居国际领先水平[N];大众科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 付行政;农杆菌介导的MdSPDS1、AhBADH、PtrICE1基因转化柑橘及转基因植株抗性机理研究[D];华中农业大学;2011年
2 铁韦韦;农杆菌介导的籼粳稻转化差异[D];华中农业大学;2012年
3 张玉;农杆菌介导菊苣遗传转化体系的建立及富硫氨基酸基因的导入和表达定位[D];四川农业大学;2010年
4 林拥军;农杆菌介导的水稻转基因研究[D];华中农业大学;2001年
5 徐凌飞;梨离体再生和遗传转化的研究[D];西北农林科技大学;2005年
6 邹永梅;北美—球悬铃木转基因受体系统的建立及遗传转化研究[D];南京林业大学;2005年
7 田娜;农杆菌介导的猕猴桃遗传转化及AtNHX1转化植株抗盐性分析;拟南芥At4G12490基因对逆境的抗性功能研究[D];西北大学;2010年
8 张明洲;农杆菌介导高梁转化体系的建立与Bt(Bacillus thuringiensis)抗虫基因的导入[D];浙江大学;2002年
9 李杰;几种名贵洋兰转基因受体系统的建立及遗传转化[D];南京林业大学;2005年
10 刘海学;向日葵染色体核型及其遗传转化的研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘霞;农杆菌介导小反刍兽疫病毒H、F基因转化苜蓿的初步研究[D];青岛农业大学;2010年
2 林世强;人乳铁蛋白基因转化水稻的研究[D];福建农林大学;2005年
3 孔凡江;大豆遗传转化系统的建立与农杆菌介导Bt基因转移的研究[D];东北农业大学;2002年
4 李颖;农杆菌介导的马铃薯转基因体系的建立[D];华中农业大学;2003年
5 史洋;核盘菌交配型基因MAT的系统进化分析与敲除载体构建[D];吉林大学;2009年
6 李君君;F3'5'H基因超表达载体构建及转化菊花的初步研究[D];河南大学;2011年
7 黄剑;紫花苜蓿高频再生体系的建立及农杆菌介导的甜菜碱醛脱氢酶基因转化的研究[D];甘肃农业大学;2002年
8 覃艳;农杆菌介导的木薯转基因研究[D];广西大学;2005年
9 张福丽;小黑杨抗真菌病转基因的研究[D];东北林业大学;2006年
10 王磊;农杆菌介导的CBF1基因转化唐菖蒲的研究[D];东北农业大学;2009年
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