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土壤沙漠化和盐渍化是一个世界性的问题,研究天然耐盐抗旱植物的分子机理,筛选出有育种潜力的抗性基因或调控元件,培育新型的耐盐作物品系是解决这一状况最有效的途径,也是一直以来科学研究的热点之一。胡杨是我国西北和中亚荒漠、半荒漠地区风沙前沿唯一天然分布的乔木树种,在长期进化过程中形成了独有的优良基因和精密的表达调控机制,是十分珍贵的木本植物抗逆种质资源。因此,本研究以胡杨为研究对象,构建了胡杨基因组DNA大片段的BIBAC文库,转入模式植物拟南芥中获得转基因株系,筛选出表型变异株系并初步鉴定,进一步研究其变异产生的原因。主要研究结果如下:1.构建胡杨基因组DNA大片段BIBAC文库,转入农杆菌中。利用农杆菌介导的花粉管通道法对拟南芥进行侵染转化,探讨了表面活性剂Silwet L-77浓度、侵染液浸花时间、农杆菌与拟南芥花序共培养时间、抗性筛选Kan的浓度等因素对转化效率的影响,确定了Silwet L-77浓度0.2‰、浸花时间1min、黑暗处理共培养时间8h~10h,在含50mg·L-1Kan的AT培养基上进行转基因植株筛选的转化体系,经PCR检测,获得205个可育阳性转基因株系,并得到肉眼可辨的表型变异株系10个。选择一个黄化突变体株系y1-1进行初步鉴定,内容包括:2.对突变体y1-1的表型进行观察,确定该突变体株系为全株黄色并在整个生长发育期间保持稳定不变,能够光合生长和结实,T2代出现性状分离比3:1。3.对突变体y1-1的光合色素含量、净光合速率、叶绿素荧光等指标进行测定,以拟南芥野生型WT为对照,发现二者的色素种类基本一致,但突变体y1-1的总叶绿素含量是野生型WT的49.9%,造成其叶色偏黄。在低光强、高CO2浓度的生长条件下,前者的净光合速率是后者的2.47倍,表现出对环境较强的适应性。经过暗适应20min后光照1sec,前者的O-J-I-P曲线始终低于后者。JIP测定发现突变体y1-1的SM、MO分别是野生型WT的47.9%和80.2%,有效光反应中心数量RC/CSO是后者的74.6%,表明其PSⅡ发育不全;但突变体y1-1的光化学反应效率较高,ψO和φEo升高,单位光反应中心捕获和用于电子传递的能量占吸收总能量的比例(85.0%和52.9%)均高于后者(81.2%和50.6%)。4.对二者的叶绿体超微结构进行观察,发现与野生型WT相比,突变体y1-1叶绿体个体瘦长呈梭型,基质均一,内部结构排列疏松,淀粉粒较大,嗜锇颗粒较多,没有观察到发育成熟的基粒,基质片层呈近乎平行的状态遍布叶绿体腔。5.提取突变体y1-1的T2代植株叶片总DNA,利用TAIL-PCR技术获得外源DNA片段侧翼序列,与拟南芥基因组数据库(TAIR)比对,结果显示外源DNA片段位于拟南芥第5条染色体上6739.7kb~6740.9kb之间、基因AT5G19940的开放阅读框内。目前对基因AT5G19940的研究报道很少,对它编码的PAP蛋白的二级、三级结构进行同源建模,认为该蛋白位于叶绿体类囊体膜上,可能参与维持叶绿体脂类颗粒的结构完整性,与叶绿体结构相关大分子的活性有关,它的缺失有可能导致突变体y1-1基粒垛叠失败、叶绿体发育异常。6.对外源DNA的两端进行测序,发现外源DNA片段中包含半胱氨酸脱硫酶和甲酸脱氢酶的同源序列。