SeNHX1和BADH基因提高植物耐盐性的研究

【摘要】： 土壤的盐碱化问题已经严重影响到世界范围内许多重要作物的生产。培育耐盐作物是解决这一问题的最有效途经。利用耐盐相关基因的转化可以在不改变或很少改变植物其它性状的情况下提高植物的耐盐性,因此基因工程方法对于改良植物耐盐性及其机理的研究具有重要的意义。目前植物耐盐基因工程从调控渗透调节物质和盐离子区隔化两个方面开展了较多的研究。已经获得一些耐盐性提高的转基因植物。 本研究拟用耐盐性较强植物山菠菜中的甜菜碱合成关键基因BADH和盐生植物盐角草的液泡膜Na+/H+ anitiporter基因SeNHX1对模式植物烟草进行转化,以确定其各自在耐盐性方面所起的作用。同时,现有的研究表明植物的耐盐性是多基因控制的复杂性状,因此拟把SeNHX1和BADH这两个涉及不同耐盐机理的基因构建到同一个植物表达载体上,以比较单基因转化和双基因转化在提高植物耐盐性方面的优劣。除此之外,并对已经转入BADH基因番茄的耐盐性和遗传稳定性分析进行了研究。 转BADH基因番茄已经稳定遗传到T4世代。通过对5个转BADH基因番茄株系在T0世代、T3世代和T4世代的分析,表明除了株系T4-3由T0世代的3个拷贝变为1个拷贝外,其余各株系拷贝数均没有发生变化。外源基因编码的酶活性和最终催化产物甜菜碱在盐分胁迫下都能较容易的检测到,说明外源基因在番茄基因组中的遗传是稳定的,没有发生丢失。在连续2个世代的耐盐性鉴定中,各转基因株系的耐盐性较为一致,均比野生型有了较大的提高。其中株系T4-5连续2年表现出了较低的减产率,株系T4-8也在连续的2年中表现出了最高的单株产量。盐分胁迫下转BADH基因各个株系比野生型有较高的K+和Ca2+含量,较低的Na+含量,转基因株系较野生型有较低的脐腐病果率。 通过SeNHX1、BADH单独转化以及构建双价载体共转化的方法获得了3种类型的转基因烟草。Southern和Northern检测结果表明,外源基因已经整合到烟草基因组中,并得到了正确的表达。转BADH基因烟草在盐分胁迫下能检测到明显的BADH酶活性和甜菜碱含量。转基因烟草T0代对盐分胁迫、氧化