【摘 要】
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土壤盐渍化通常是由于特殊的自然或人为原因引发,会干扰作物的生长发育。鉴定或合成耐盐相关基因,获得耐盐性显著提高的转基因作物,将会提高盐碱地上作物的产量,或扩大作物在盐碱地的适种面积,有利于保障粮食安全。近年来,随着合成生物学的发展,其在农业上的应用研究也逐渐开展起来。本研究前期对LEA蛋白数据库进行生物信息学分析,组装合成了若干NLEA基因,筛选出了与耐盐性显著相关的NLEA1基因。在此基础上,合
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土壤盐渍化通常是由于特殊的自然或人为原因引发,会干扰作物的生长发育。鉴定或合成耐盐相关基因,获得耐盐性显著提高的转基因作物,将会提高盐碱地上作物的产量,或扩大作物在盐碱地的适种面积,有利于保障粮食安全。近年来,随着合成生物学的发展,其在农业上的应用研究也逐渐开展起来。本研究前期对LEA蛋白数据库进行生物信息学分析,组装合成了若干NLEA基因,筛选出了与耐盐性显著相关的NLEA1基因。在此基础上,合成了亲水短肽NLEAs基因库,通过系统筛选,又获得了NLEA8和NLEA13基因。主要研究如下:1.前期研究发现,合成的亲水短肽基因NLEA1能显著提高酵母的的耐盐性,并构建了过表达NLEA1的转基因植株。本研究的表型鉴定结果表明,转基因植株叶片在300mM的NaCl固体培养基或200mM的NaCl溶液仍能保持绿色,而野生型植株叶片变白,表明NLEA1显著提高了拟南芥的耐盐性。2.为了获得更多耐盐相关短肽NLEA基因,将10个亲水氨基酸合成单元进行随机组合排列,合成了142个NLEA基因,构建酵母表达载体pYES2-NLEA,并转化处理。通过对转基因酵母初步的耐盐筛选,得到了2条亲水短肽基因,进一步确认表型后,构建了过表达载体,用于在植物中进行表型鉴定。3.采用生物信息学分析的方法,对NLEA8和NLEA13的氨基酸序列进行了理化性质、跨膜结构域及蛋白质二级结构分析,预测了亲水短肽提高耐盐性的可能机制。综上所述,本研究验证了NLEA1在植物上的耐盐功能,并进一步筛选到NLEA8和NLEA13,为应用NLEA系列基因提供理论数据,也为作物抗逆遗传改良提供优异基因。
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