论文部分内容阅读
树莓是营养价值极高的小浆果果树,干旱、高盐、低温等非生物胁迫会影响树莓的生长发育、产量和果实品质。脱落酸(abscisic acid,ABA)作为五大植物激素之一,在响应植物非生物胁迫和调控果实成熟方面具有重要作用。9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)是ABA生物合成中关键的限速酶。本研究以树莓品种‘哈瑞太兹(Heritage)’的果实为试验材料,经PCR扩增得到RiNCED1和RiNCED2基因。分别构建RiNCED1和RiNCED2基因的植物超表达载体,通过农杆菌介导的侵染法转化拟南芥,获得阳性超表达拟南芥植株。并对拟南芥植株进行高盐、低温、干旱胁迫处理,测定相关生理指标,分析树莓RiNCED1和RiNCED2基因在抵抗非生物胁迫过程中的作用。目的在于为今后培育悬钩子属(Rubus L.)果树乃至其它果树抗逆品种,提供基因资源,同时也为下一步验证NCED基因调控果实成熟方面的功能奠定工作基础。试验主要研究结论如下:(1)RiNCED1基因的开放阅读框长度为1848bp,共编码615个氨基酸,MW=68.039k Da,理论等电点p I=7.26,总平均亲水系数为-0.369。RiNCED2基因的开放阅读框长度为1821bp,共编码606个氨基酸。MW=66.478 k Da,理论等电点p I=6.24,总平均亲水系数为-0.291。DNAMAN多序列比对分析表明,RiNCED1和RiNCED2蛋白与其他物种的NCED蛋白相似性很高。通过对其保守结构域进行分析,RiNCED1和RiNCED2基因编码的蛋白含有NCED家族保守结构域RPE65。(2)经200 m M NaCl溶液高盐胁迫处理7 d后,野生型拟南芥和转空载体拟南芥叶片发黄且萎蔫严重,而转RiNCED1和RiNCED2基因拟南芥叶片大部分仍为绿色,恢复正常条件后,转基因拟南芥存活率明显高于野生型拟南芥和转空载体拟南芥。-4℃低温处理10 h后,野生型拟南芥和转空载体拟南芥较转基因拟南芥遭遇冻害严重。恢复正常条件后,转RiNCED1和RiNCED2基因拟南芥大部分仍可存活。同样在干旱条件下,野生型拟南芥和转空载体拟南芥较转基因拟南芥存活率显著降低且出现叶片萎蔫现象。(3)高效液相色谱法测定拟南芥植株的ABA含量,结果表明,无论在正常条件还是胁迫条件下,转基因拟南芥的ABA含量均显著高于转空载体拟南芥和野生型拟南芥,这说明超表达RiNCED1和RiNCED2基因可以提高植株ABA的含量,进而证明了这两个基因参与ABA的生物合成。(4)非生物胁迫条件下,转RiNCED1和RiNCED2基因拟南芥除丙二醛(MDA)含量降低之外,其他生理指标如叶绿素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于野生型拟南芥和转空载体拟南芥。说明RiNCED1和RiNCED2基因提高了拟南芥对高盐胁迫、低温胁迫和干旱胁迫的耐受能力。