• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      毛白楊PtDET2基因的克隆及其在煙草中的抗旱與耐鹽功能分析

      2017-11-20 02:44:44雷雨婷姚新轉(zhuǎn)呂立堂趙德剛
      關(guān)鍵詞:株系內(nèi)酯發(fā)芽率

      雷雨婷 ,姚新轉(zhuǎn) ,呂立堂,2* ,趙德剛,3*

      (1.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物工程研究院,貴州 貴陽 550025;2.貴州大學(xué) 茶學(xué)院,貴州 貴陽 550025;3.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,貴州 貴陽 550006)

      毛白楊PtDET2基因的克隆及其在煙草中的抗旱與耐鹽功能分析

      雷雨婷1,姚新轉(zhuǎn)1,呂立堂1,2*,趙德剛1,3*

      (1.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物工程研究院,貴州 貴陽 550025;2.貴州大學(xué) 茶學(xué)院,貴州 貴陽 550025;3.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,貴州 貴陽 550006)

      類固醇5α-還原酶基因(steroid 5α-reductase 2, DET2)是油菜素內(nèi)酯合成的關(guān)鍵基因,在抵抗非生物脅迫傷害中起著重要的作用。本研究克隆了楊樹(PopulusL)PtDET2基因,cDNA編碼區(qū)全長774 bp,編碼257個氨基酸;進化樹分析表明,PtDET2基因編碼的氨基酸序列與碧桃(Prunuspersica)相似性為78%。構(gòu)建植物表達載體pSH737-35S-PtDET2,利用農(nóng)桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)介導(dǎo)的葉盤法遺傳轉(zhuǎn)化煙草。選取3個轉(zhuǎn)基因株系TP10、TP12和TP15,用不同濃度甘露醇和NaCl模擬干旱脅迫和鹽脅迫,對其種子發(fā)芽率和幼苗期進行耐旱性和耐鹽性分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在300 mmol/L甘露醇處理15 d,種子發(fā)芽率比野生型高40%以上,通過觀察苗期根的生長發(fā)現(xiàn),野生型植株根系生長明顯受到抑制;在200 mmol/L NaCl處理種子15 d,轉(zhuǎn)基因植株種子發(fā)芽率比野生型高50%以上,野生型植株根系生長也受到明顯的抑制。分別用20% PEG 6 000和200 mmol/L NaCl處理轉(zhuǎn)基因植株和野生型植株(0、1、3、5和7 d),結(jié)果顯示,在干旱和鹽脅迫下,轉(zhuǎn)基因植株的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、過氧化氫酶(Catalase, CAT)和過氧化物酶(Peroxidase, POD)的活性均顯著高于野生型,丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量顯著低于野生型植株。因此,PtDET2基因表達提高了煙草植株的耐旱與耐鹽能力,研究結(jié)果為進一步探討該基因功能提供依據(jù),為創(chuàng)制轉(zhuǎn)基因耐旱和耐鹽提供基礎(chǔ)資料。

      PtDET2基因;同源序列比對;耐旱性;耐鹽性

      干旱已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨的主要問題之一,干旱使農(nóng)作物的生長發(fā)育受到嚴重阻礙,給我國糧食安全和社會經(jīng)濟造成巨大的損失[1]。土壤中鹽分過多也會嚴重影響植物的生長發(fā)育,不僅會使農(nóng)作物減產(chǎn),也會降低土地有效使用面積[2],嚴重威脅我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)性發(fā)展,因此培育抗旱耐鹽作物品種是解決干旱鹽漬地的一條經(jīng)濟有效的途徑[3]。

      油菜素內(nèi)酯又稱蕓苔素內(nèi)酯(brassinolides, BRs),能調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育,如細胞的分化、莖的伸長、果實成熟和植物光合作用等,在重金屬脅迫、低溫脅迫、干旱脅迫和鹽脅迫等非生物脅迫下,油菜素內(nèi)酯也起著十分重要的作用[5,6,21-23]。近年來,研究者通過對一些突變體的研究基本弄清楚了油菜素內(nèi)酯生物合成途徑以及代謝途徑,發(fā)現(xiàn)det2、cpd、dwf5、dwf7等多個基因參與油菜素內(nèi)酯的合成。其中det2的突變體會導(dǎo)致植物出現(xiàn)黃化、矮化等特征,下游產(chǎn)物降低,外施油菜素內(nèi)酯可以恢復(fù)表型,因此類DET2基因被認為是BRs生物合成途徑重要的限速酶[7]。DET2基因已在多個物種得到鑒定,如擬南芥(Arabidopsisthaliana)、大豆(Glycinemax)和棉花(Gossypiumspp)等[6,10,19]。毛白楊在中國境內(nèi)分布廣泛,生長條件要求不嚴,喜深厚肥沃、稍耐堿。pH值8.0~8.5時亦能生長,大樹耐濕。耐煙塵,抗污染。深根性,根系發(fā)達,萌芽力強,生長較快。長期以來被廣泛用于速生防護林、“四旁”綠化及農(nóng)田林網(wǎng)樹種,并起到了很好的效果,本研究利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),克隆楊樹DET2基因并構(gòu)建植物表達載體,利用農(nóng)桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)介導(dǎo)法遺傳轉(zhuǎn)化煙草(Nicotianatabacum),對轉(zhuǎn)基因株系進行抗旱性及抗鹽性分析,為改良植物新品種提供參考依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1實驗材料

      楊樹品種為毛白楊741,煙草品種為Xanthin,種植在貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)生物工程研究院農(nóng)場。

      1.2基因克隆與載體構(gòu)建

      選用擬南芥的類固醇5α-還原酶基因(AtDET2:GenBank登錄號:U53860)的氨基酸序列作為探針,用tBLASTn程序?qū)enBank中的楊樹EST序列進行同源比對,并在DNASTAR(DNASTar,Masison,WI)中進行整合。根據(jù)整合后的cDNA序列用Primer Premier 5.0設(shè)計引物并合成。用高保真酶Primer SRAR HS DNA Polymerase 進行基因擴增,膠回收后,得到目的條帶,再與pMD19-T Vector連接,轉(zhuǎn)化大腸桿菌(Escherichiacoli)感受態(tài)細胞,測序由上海濰捷基生物技術(shù)公司測序。質(zhì)粒載體pSH737由農(nóng)業(yè)生物工程研究院保存,用XbaI單酶切后用T4DNA連接酶連接,即獲得植物表達載體pSH737-35S-PtDET2,35S啟動子驅(qū)動NPTII:GUS融合基因和報告基因(圖1)。

      RB:T-DNA右邊界;35S:CaMV 35Spoly A;tNOS:終止子;LB:T-DNA左邊界圖1 植物表達載體pSH-35S-PtDET2結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of transformation vector pSH-PtDET2 used in the study

      1.3PtDET2基因cDNA編碼產(chǎn)物同源序列比對分析

      在NCBI數(shù)據(jù)庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中搜索出不同物種的類固醇5α-還原酶基因,并與PtDET2基因序列排列比較(DNAStar,MegAlign Program,Clustal W method)。利用DNAStar軟件進行系統(tǒng)進化分析。

      1.4遺傳轉(zhuǎn)化

      以煙草葉片為外植體,通過農(nóng)桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)介導(dǎo)的共轉(zhuǎn)化法[9]9進行遺傳轉(zhuǎn)化,共培養(yǎng)2 d后轉(zhuǎn)入含有卡那霉素的篩選培養(yǎng)基上培養(yǎng)14 d左右,待葉緣出現(xiàn)綠色的愈傷組織后,繼代培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性芽,將抗性芽切下置于生根培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根,待苗長至3~6 cm后煉苗并移栽至花盆中培養(yǎng)。

      1.5脅迫處理

      干旱脅迫處理:將轉(zhuǎn)基因T0代呈陽性的轉(zhuǎn)基因及其野生型植株移栽至花盆(營養(yǎng)土∶蛭石=3∶1),澆20%聚乙二醇6 000 (polyethylene glycol, PEG)進行干旱處理,分別處理不同的時間(0、1、3、5和7 d),剪取葉片保存于-80 ℃中待用。選取T1代植物中TP10、TP12、TP15和WT的種子經(jīng)過75%乙醇30 s、H2O210 min表面消毒,無菌水沖洗5~6遍后,接種于分別加有0、150和300 mmol/L甘露醇的MS培養(yǎng)基上萌發(fā),觀察并記錄種子的萌發(fā)情況,15 d后進行統(tǒng)計拍照。每組試驗重復(fù)三次。

      鹽脅迫處理:將轉(zhuǎn)基因T0代呈陽性的轉(zhuǎn)基因植株以及野生型移栽至花盆(營養(yǎng)土∶蛭石=3∶1),澆200 mmol/L的NaCl進行鹽脅迫處理,分別處理不同的時間(0、1、3、5和7 d),剪取葉片保存于-80℃中待用。種子消毒同上,選取T1代植物中TP10、TP12、TP15和WT的種子接種于分別含有0、100和200 mmol/L NaCl的MS培養(yǎng)基上萌發(fā),觀察并記錄種子的萌發(fā)以及生根情況,15 d后進行統(tǒng)計拍照。每組試驗重復(fù)三次。

      1.6生理指標(biāo)的測定

      超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase, SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、過氧化氫酶(catalase, CAT)活性和過氧化物酶(peroxidase, POD)活性使用酶標(biāo)儀測定。選取生長狀況一致的轉(zhuǎn)基因煙草與野生型煙草各三株,稱取0.1 g混合組織,進行液氮研磨均勻,加入1 mL提取液,8 000×g 4℃離心10 min,取上清,置冰上,實驗步驟參考蘇州科銘生物技術(shù)有限公司試劑盒的說明書,轉(zhuǎn)基因植株與野生型植株均為混合樣,試驗重復(fù)三次。

      1.7實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析

      數(shù)據(jù)分析使用Excel 2010軟件,分別計算均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差并繪制圖表。采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1PtDET2基因序列同源比對及進化樹分析

      克隆得到的PtDET2序列與數(shù)據(jù)庫CDS序列一致(XP 002323554.1),PtDET2cDNA 序列進行Blastp分析,結(jié)果顯示,其蛋白結(jié)構(gòu)域與碧桃 (Prunuspersica, XP_007208557.1)相似性為78%,與麻風(fēng)樹(Jatrophacurcas,XP_012087922.1)相似性為77%,與陸地棉(Gh,NP_001314480.1)相似性為73%,與擬南芥(Arabidopsislyratasubsp,XP_002881561.1)相似性為69%,(圖2)。選取有代表性的物種氨基酸序列進行系統(tǒng)進化樹分析,結(jié)果顯示,在進化過程中與碧桃和麻瘋樹有較高的同源性(圖3)。

      2.2轉(zhuǎn)基因株系種子的抗旱性與抗鹽性分析

      將野生型和轉(zhuǎn)基因煙草(TP10、TP12和TP15)種子消毒后播種于含有不同濃度甘露醇的培養(yǎng)基上進行干旱脅迫,分別在第0、5、10和15 d統(tǒng)計發(fā)芽率,結(jié)果表明,當(dāng)甘露醇濃度為300 mmol/L,轉(zhuǎn)基因株系發(fā)芽率極顯著(P<0.01)高于野生型株系,脅迫時間為15 d時,轉(zhuǎn)基因株系發(fā)芽率都在70%左右,而野生型株系發(fā)芽率不到20%。結(jié)果表明,在含有甘露醇的MS(Murashige and Skoog)培養(yǎng)基上,轉(zhuǎn)基因株系表現(xiàn)出一定的抗旱性(圖4)。

      將野生型和轉(zhuǎn)基因煙草(TP10、TP12和TP15)種子消毒后播種于含有不同濃度NaCl的培養(yǎng)基上進行鹽脅迫,分別在第0、5、10和15 d統(tǒng)計發(fā)芽率,結(jié)果表明,當(dāng)NaCl濃度為200 mmol/L的時候,轉(zhuǎn)基因株系發(fā)芽率極顯著(P<0.01)高于野生型株系,第15 d時,轉(zhuǎn)基因株系發(fā)芽率在60%以上,而野生型株系發(fā)芽率不到20%。結(jié)果表明,在含有NaCl的MS培養(yǎng)基上,轉(zhuǎn)基因株系表現(xiàn)出一定的抗鹽性(圖5)。

      注:黑色表示相同殘基;紅色表示保守替換;綠色表示半保守替換

      Note:Black represents the same residue; red represents a conservative alternative; green represents a semi conservative alternative

      圖2 與其他物種的蛋白質(zhì)序列同源比對
      Fig.2 Homologous analysis of protein sequences among differentspecies

      2.3轉(zhuǎn)基因植株幼苗抗旱性和抗鹽性分析

      在含有0、150和300 mmoL/L甘露醇的豎直平板上生長15 d(圖6),轉(zhuǎn)基因和野生型植株幼苗的根系生長狀況不同,隨著甘露醇濃度的升高,轉(zhuǎn)基因和野生型植株的根系都受到了抑制,野生型植株在甘露醇脅迫下受到更加明顯的抑制,表明轉(zhuǎn)PtDET2基因煙草植株比野生型植株耐旱。

      圖3PtDET2與其他類固醇5α-還原酶的系統(tǒng)進化分析

      Fig.3 Phylogentic relationship ofPtDET2 with steroid 5α-reductases of other species

      注:不同濃度0(B)、100(D)和200mmol/L(F) NaCl處理種子發(fā)芽率;“*”分別表示所測定項目在轉(zhuǎn)基因與野生型植株之間差異顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)。下同。

      Note:The seed germination rates were treated with different concentrations of 0 (B), 100 (D) and 200 mmol / L (F) NaCl;“*”The differences between the transgenic plants and wild type plants were significant(P<0.05) and very significant(P<0.01), respectively. The blow same.

      圖4 種子萌發(fā)階段用不同濃度0(A)、150(C)和300mmol/L(E)Mannitol處理種子發(fā)芽情況
      Fig.4 Seed germination of 0(A)、150(C) and 300mmol/L(E) Mannitol at different concentrations in the seed germination stage

      圖5 種子萌發(fā)階段用不同濃度0(A)、100(C)和200mmol/L(E) NaCl處理種子發(fā)芽情況Fig.5 Seed germination of 0(A)、150(C) and 300mmol/L(E) NaCl at different concentrations in the seed germination stage

      在含有0、100和200 mmoL/L NaCl的豎直平板上生長15 d(圖7),轉(zhuǎn)基因和野生型植株幼苗的根系生長狀況不同,隨著NaCl濃度的升高,轉(zhuǎn)基因和野生型植株的根系都受到了抑制,野生型植株在200 mmoL/L NaCl濃度下根長縮短更加明顯,表明轉(zhuǎn)PtDET2基因煙草植株比野生型植株耐鹽。

      2.4轉(zhuǎn)PtDET2基因?qū)χ仓晟砩笜?biāo)的影響

      在自然條件下,轉(zhuǎn)基因與野生型植株移栽一個月后,選擇生長狀況基本一致的煙草植株,用20%PEG 6000模擬干旱處理,用200 mmol/L NaCl溶液模擬鹽處理,處理時間為0、1、3、5和7 d,分別取樣樣后進行生理生化指標(biāo)的測定。

      圖6 不同濃度Mannitol(0,150,300 mmol/L)脅迫下轉(zhuǎn)基因和野生型植株根的變化
      Fig.6 Changes of Mannitol(0,150,300 mmol/L) stress transgenic and wild type plant roots under different concentrations of Mannitol

      圖7 不同濃度NaCl(0,100,200 mmol/L)脅迫下轉(zhuǎn)基因和野生型植株根的變化Fig.7 Changes of NaCl(0,100,200 mmol/L) stress transgenic and wild type plant roots under different concentrations of NaCl

      在20%PEG 6 000脅迫下,隨著處理時間的延長,轉(zhuǎn)基因與野生型植株的POD活性均上升,轉(zhuǎn)基因植株的POD酶活性高于野生型植株,當(dāng)處理時間為15 d時,轉(zhuǎn)基因植株的平均POD酶活性為299.43 U/g(鮮重,F(xiàn)W),而野生型植株的POD酶活性為217.71 U/g FW;隨著處理時間的延長,轉(zhuǎn)基因植株的SOD酶活性迅速升高,并顯著(P<0.01)高于野生型植株,第5 d轉(zhuǎn)基因植株的SOD活性是野生型的2.7倍;轉(zhuǎn)基因植株與野生型植株的CAT酶活性隨著處理時間的延長迅速上升,處理1 d時轉(zhuǎn)基因植株CAT酶活性是野生型植株的2.7倍,處理時間為5 d時,轉(zhuǎn)基因植株CAT酶性活性為2.6倍,均顯著性高于野生型植株;隨著處理時間的延長,野生型植株MDA含量迅速升高,轉(zhuǎn)基因植株MDA含量升高緩慢,綜上結(jié)果表明,干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因植株具有更強的活性氧清除能力。

      在NaCl脅迫下,隨著處理時間的延長,轉(zhuǎn)基因與野生型植株的POD活性均上升,轉(zhuǎn)基因植株的POD酶活性高于野生型植株,當(dāng)處理時間為7 d時,轉(zhuǎn)基因植株的平均POD酶活性為442.52 U/g(鮮重,F(xiàn)W),而野生型植株的POD酶活性為223.26 U/g FW;隨著處理時間的延長,轉(zhuǎn)基因植株的SOD酶活性迅速升高,并顯著(P<0.01)高于野生型植株,第5 d轉(zhuǎn)基因植株的SOD活性比野生型提高59.80%;轉(zhuǎn)基因植株與野生型植株的CAT酶活性隨著處理時間的延長迅速上升,處理5 d時轉(zhuǎn)基因植株CAT酶活性比野生型植株提高64.20%,顯著(P<0.01)高于野生型植株;隨著處理時間的延長,野生型植株MDA含量迅速升高,轉(zhuǎn)基因植株MDA含量升高緩慢,綜上結(jié)果表明,鹽脅迫下轉(zhuǎn)基因植株具有更強的活性氧清除能力。

      圖8 干旱脅迫下轉(zhuǎn)基因株系和野生型煙草POD活性、SOD活性、CAT活性和MDA含量Fig.8 The POD activaty, SOD activaty, CAT activaty and MDA content of transgenic and wild type tobacco under drought stress

      圖9 鹽脅迫下轉(zhuǎn)基因株系和野生型煙草POD活性、SOD活性、CAT活性和MDA含量Fig.9 The POD activaty, SOD activaty, CAT activaty and MDA content of transgenic and wild type tobacco under salinity stress

      3 討 論

      DET2 基因是油菜素內(nèi)酯合成途徑中的重要基因,而油菜素內(nèi)酯在調(diào)控植物耐逆性方面具有重要作用,因此本研究通過改變植物體內(nèi)油菜素內(nèi)酯DET2基因的表達來研究其在作物抗旱和耐鹽性方面的功能。結(jié)果表明,超量表達PtDET2基因提高了轉(zhuǎn)基因植株的抗旱性,在300 mmol Mannitol 和200 mmol NaCl處理下,轉(zhuǎn)基因植株的發(fā)芽率顯著高于野生型,且野生型根的生長受到明顯抑制作用。說明轉(zhuǎn)PtDET2基因植株在模擬干旱脅迫和耐鹽脅迫具有較強抗脅迫的能力。

      在植物抵御逆境時,細胞內(nèi)會產(chǎn)生一系列活性氧簇活性氧(reactive oxygen species,ROS),如O2、H2O2等活性氧積累導(dǎo)致細胞膜過氧化和脫脂化,通透性增大,離子外流,當(dāng)超出可耐的范圍,植物將受害甚至導(dǎo)致死亡[12,18]。植物體中存在著保護酶系統(tǒng),如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等可以清除活性氧自由基,防止自由基的毒害,提高植物的耐受脅迫能力。在逆境脅迫下,細胞內(nèi)的SOD能夠?qū)R磺宄毎醒醮x產(chǎn)生的過多的活性氧類,減輕或避免活性氧類對細胞的傷害,SOD活性與植物抗逆性呈正比[14]。同時POD和CAT作為植物體內(nèi)抗氧化保護酶主要成員之一,其生理功能大多與脅迫作用導(dǎo)致的細胞膜損傷和破壞以及損傷信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等一系列生理生化變化有關(guān)[13,15]。本研究發(fā)現(xiàn),在干旱與鹽脅迫下,不同時間測得轉(zhuǎn)基因植株的SOD和POD活性都要高于野生型,說明轉(zhuǎn)PtDET2基因煙草具有更強的活性氧清除能力和及時的修復(fù)細胞損傷。MDA是植物細胞膜脂過氧化的最終產(chǎn)物之一,MDA的含量高低代表了植物生物膜受傷害的程度,含量越高說明植物細胞受到的傷害越大[16,22]。本研究干旱以及鹽脅迫下,轉(zhuǎn)基因植株的MDA含量增加,卻顯著低于野生型植株,說明轉(zhuǎn)PtDET2基因可改善膜脂過氧化的狀況并減輕受脅迫程度。

      以上結(jié)果表明,植物細胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡中,但是植物在整個生長發(fā)育過程中會受到各種不良環(huán)境的影響,導(dǎo)致平衡遭到破壞,細胞產(chǎn)生大量的活性氧,破壞了膜脂的穩(wěn)定性[17,20]。研究表明轉(zhuǎn)PtDET2基因植株在模擬干旱脅迫以及鹽脅迫條件下保護性酶活提高減少了細胞的破壞,提高了抗逆能力,為利用PtDET2基因提高植物抗旱抗鹽性提供了參考。

      [1] 韓蘭英, 張 強, 姚玉璧,等. 近60年中國西南地區(qū)干旱災(zāi)害規(guī)律與成因[J]. 地理學(xué)報, 2014 (05): 632-639.

      [2] 馬 梅, 劉 冉, 鄭春芳, 等.油菜素內(nèi)酯對鹽漬下油菜幼苗生長的調(diào)控效應(yīng)及其生理機制[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2015 (06): 1837-1844.

      [3] 程 霞, 蘇 源, 竇玉敏, 等. 鹽脅迫下工業(yè)大麻苗期生理生化特性的研究[J]. 昆明學(xué)院學(xué)報, 2016 (06): 81-84.

      [4] 曹立冬, 吳進龍, 李友順, 等. 蕓苔素內(nèi)酯類化合物的合成與分析方法研究進展[J]. 農(nóng)藥科學(xué)與管理, 2016(09): 12-19.

      [5] 周 天, 周曉梅, 胡勇軍, 等. 油菜素內(nèi)酯對玉米幼苗抗冷性的影響[J]. 吉林師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004 (01): 6-8.

      [6] 殷 欣, 張海玲, 吳 楊, 等. 2,4-表油菜素內(nèi)酯對鎘脅迫下大豆苗期生理特性的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報, 2006(02): 364-371.

      [7] 鄧 偉, 呂立堂, 羅克明, 等. 油菜素內(nèi)酯合成酶(Steroid 5α-Reductase)基因的超量表達對毛白楊生長的影響[J]. 植物生理學(xué)通訊, 2008(03): 399-403.

      [8] 田曉明, 譚曉風(fēng). 轉(zhuǎn)基因楊樹的研究進展及展望[J]. 湖南林業(yè)科技, 2009(02): 71-73+85.

      [9] 王昌陵, 王文斌, 曹永強, 等. 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的植物遺傳轉(zhuǎn)化機制研究進展[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(04): 56-61.

      [10] 任鴻雁,王 莉,馬青秀, 等.油菜素內(nèi)酯生物合成途徑的研究進展[J]. 植物學(xué)報 , 2015,50(06):768-778.

      [11] 馮朝紅, 李凱榮, 張鵬文, 等.干旱脅迫下油菜素內(nèi)酯對文冠果苗木抗氧化酶活性和抗氧化劑含量的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2008(04): 152-155.

      [12] 劉明求, 劉齊元, 丁小維, 等.轉(zhuǎn)基因SOD,POD高表達煙草幼苗抗熱性研究[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005(05): 620-623.

      [13] 劉 洋, 姚新轉(zhuǎn), 呂立堂, 等. 高粱SbSKIP基因的克隆及其在煙草中的抗旱功能分析[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報, 2016 , 24(10): 1500-1511.

      [14] 覃 鵬, 劉葉菊, 劉飛虎. 干旱處理對煙草葉片SOD和POD活性的影響[J]. 中國煙草科學(xué), 2005(02): 28-30.

      [15] 王紅紅, 李凱榮, 侯華偉.油菜素內(nèi)酯提高植物抗逆性的研究進展[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2005, 23(3): 213- 218.

      [16] 束紅梅, 郭書巧, 沈新蓮, 等.油菜素內(nèi)酯對NaCl脅迫下棉花幼苗生理特性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2011(06): 198-202.

      [17] 束紅梅, 郭書巧, 倪萬潮.轉(zhuǎn)油菜素內(nèi)酯合成基因DET2煙草對NaCl脅迫的反應(yīng)[J]. 生物技術(shù)通報, 2011(12): 113-116.

      [18] 姚新轉(zhuǎn), 劉 洋, 趙德剛.高粱Na+轉(zhuǎn)運蛋白基因SbSKC1的克隆及其在煙草中的抗鹽功能鑒定[J]. 作物學(xué)報, 2017,43(02): 190-200.

      [19] 嚴 飛. 棉花油菜素內(nèi)酯合成酶基因(GhDET2)在楊樹上的遺傳轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因植株的表型分析[D].重慶:西南農(nóng)業(yè)大學(xué). 2004.

      [20] 周 瑋, 劉飛虎, 張碧波, 等. 轉(zhuǎn)基因SOD高表達煙草雜交F1代的SOD和POD研究初報[J]. 中國煙草科學(xué), 2003(03): 1-4.

      [21] Alib,Hasan S A,Hayat S,etal. A role for brassinosteroids in the amelioration of aluminium stress through antioxidant system in mung bean(Vigna radiata L.Wilczek)[J].EnvironmentalandExperimentalBotany,2001,(62): 153-159.

      [22] Pinhero R G, Rao M V, Paliyath G,etal. Changes in the activities of antioxidant enzymes and their relationship to genetic and paclobutrazol-induced chilling tolerance of maize seedlings[J].PlantPhysiology, 2001, 114(2): 695-704.

      [23] Rask L, Andréasson E, Ekbom B,etal. Myrosinase: gene family evolution and herbivore defense in Brassicaceae[J].PlantMolecularBiology, 2000, 42(1): 93-114.

      CloningofDET2fromAspen(PopulustomentosaCarr.)andAnalysisofSalinityandDroughtToleranceinTobacco(NicotianatabacumL)

      LEIYu-ting1,YAOXin-zhuan1,LVLi-tang1,2*,ZHAODe-gang1,3*

      (1.CollegeofLifeSciencesandTheKeyLaboratoryofPlantResourcesConservationandGermplasmInnovationinMountainousRegion(MinistryofEducation),InstituteofAgro-Bioengineering,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China; 2.CollegeofTeaScience,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China; 3.GuizhouAcademyofAgriculturalScience,Guiyang,Guizhou550006,China)

      The steroid 5α-reductase gene is a key gene in the synthesis of brassinolide and plays an important role in abiotic stress tolerance. Currently, the steroid 5α-reductase 2 gene (PtDET2 ) were cloned from poplar (PopulustomentosaCarr.). Its coding region of the cDNA was 774 bp and encoded 257 amino acids. The phylogenetic tree analysis showed that the sequence of the cDNA encoding the poplarPtDET2 gene was 78% similar to that ofPrunuspersica. The plant expression vector pSH737-35S-PtDET2 was constructed and transformed into tobacco usingAgrobacteriumtumefaciens-mediated leaf disc. Three different transgenic lines,i.e. TP10, TP12 and TP15 as well as the wild type, were subjected to the drought tolerance and salt tolerance of seed germination rate and seedling stage with different concentrations of mannitol and NaCl simulated drought stress and salt stress , The results showed that the seed germination rate was more than 40% higher than that of wild type when treated with 300 mmol / L mannitol for 15 days. The growth of wild type plant roots was obviously inhibited by observing the growth of seedling roots. The seeds were treated with 200 mmol / L NaCl 15 d, the seed germination rate of transgenic plants was 50% higher than that of wild type, and the growth of wild type plant roots was also inhibited obviously. The transgenic plants and wild plants 0 d, 1 d, 3 d, 5 d and 7 d were treated with 20% PEG 6000 and 200 mmol / L NaCl respectively. The results showed that under drought and salt stress, the superoxide dismutase, The activities of enzymes and peroxidase were significantly higher than those of wild type, and the content of malondialdehyde was significantly lower than that of wild type plants. Studies have shown thatPtDET2 gene expression may improve the drought tolerance and salt tolerance of tobacco plants. This study provides the basis for further study of the gene function, and provides the basic data for the establishment of transgenic drought tolerance and salt tolerance. (it should be considerably improved).

      PtDET2 gene;homologous sequence alignment;drought resistance;salt resistance

      ·研究報告·

      2017-07-06;

      2017-09-20

      本研究由國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項子課題任務(wù)(2014ZX08010-003) 、國家自然科學(xué)基金(No. 31160149)和貴州省科技廳轉(zhuǎn)基因?qū)m?黔科2004NZ004)共同資助(項目已結(jié)題)。

      *

      呂立堂(1978-),博士 副教授,主要研究方向:發(fā)育生物學(xué)和基因工程;E-mail: lvlitang@163. Com;

      趙德剛(1961-),博士,教授,主要研究方向:基因工程和生物技術(shù)等; E-mail: dgzhao@gzu.edu.cn。

      Q812

      A

      1008-0457(2017)05-0006-08國際DOI編碼10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.05.002

      猜你喜歡
      株系內(nèi)酯發(fā)芽率
      過表達NtMYB4a基因增強煙草抗旱能力
      穿心蓮內(nèi)酯滴丸
      嫦娥5號返回式試驗衛(wèi)星小麥育種材料研究進展情況
      探討低溫冷凍條件對玉米種子發(fā)芽率的影響
      種子科技(2018年11期)2018-09-10 00:56:48
      低溫及赤霉素處理對絲綿木種子萌發(fā)的影響
      穿心蓮內(nèi)酯固體分散體的制備
      中成藥(2017年4期)2017-05-17 06:09:27
      蒙藥如達七味散中木香烴內(nèi)酯和去氫木香內(nèi)酯的含量測定
      衢州椪柑變異株系—黃皮椪柑相關(guān)特性研究
      浙江柑橘(2016年1期)2016-03-11 20:12:31
      夏玉米種子發(fā)芽率對植株和產(chǎn)量性狀的影響
      α-甲氧甲?;?γ-丁內(nèi)酯和α-乙氧甲酰基-γ-丁內(nèi)酯的合成及表
      平利县| 内黄县| 永德县| 汽车| 高青县| 平乡县| 济阳县| 延安市| 凤山县| 明水县| 承德县| 汾阳市| 天峨县| 无锡市| 郓城县| 普陀区| 弋阳县| 丰台区| 吴堡县| 福建省| 华蓥市| 扶沟县| 江门市| 上林县| 卢湾区| 古交市| 广汉市| 定陶县| 诸城市| 桃江县| 民丰县| 伊金霍洛旗| 南平市| 石首市| 阿瓦提县| 南江县| 彭阳县| 绥滨县| 潼南县| 河北省| 乌鲁木齐县|