逆境诱导乙烯的产生,乙烯又是高等植物胁迫反应的调节者。NR基因是乙烯受体蛋白基因,与植物的抗性也有密切的关系。本研究建立了番茄高效遗传转化体系;获得了用于乙烯逆境信号转导研究的NR突变体和抗性强的转基因番茄育种材料。通过各胁迫因子与乙烯关系的研究和一系列生理指标的测定,通过NR基因mRNA含量的变化和NR突变体在逆境下的表现,探讨了逆境在乙烯信号转导途径中的作用。主要结果如下: 1、丽春番茄分别在激素浓度为6-BA 2mg/L+IAA0.2mg/L,6-BAlmg/L+IAA0.1mg/L和6-BA 0.5mg/L+IAA0.1mg/L的培养基上生芽、长茎和生根,能获得高的转化率。 2、始终采用50mg/L卡那霉素的选择压,直接用农杆菌原液侵染外植体,和马铃薯浸提液、1mg/LIAA处理农杆菌菌液,可使平均转化率达9—11%。 3、NR突变体节间长、分枝少,抗性强,果实成熟期延长。 4、乙烯使番茄幼苗叶片黄化、衰老和脱落、使番茄幼苗表现乙烯三重反应,这是因为乙烯诱导了NR基因的表达,从而使番茄叶片细胞膜透性增大,蒸腾作用、呼吸作用增强和增大气孔导度;但对番茄NR突变体植株影响相对较小。 5、Li诱导乙烯和NR基因的表达;并与乙烯协同作用,促使幼苗表现三重反应,增加细胞膜透性和短期内使植株蒸腾作用、气孔导度、呼吸作用增加;最后导致植株严重受害。因此,Li~+参与了乙烯的代谢,促进产生乙烯综合症。 6、低浓度的水杨酸使番茄黄化苗下胚轴伸长,呼吸作用降低;但有乙烯时、水杨酸抑制幼苗的生长,并在短期内使其各项生理指标和NR基因的mRNA含量增高,植株叶片黄化。NR突变体对水杨酸不敏感,水杨酸处理时、植株无外部受害症状,NR基因表达少。因此,抑制NR基因的表达,可减少水杨酸对植株的危害,增强植株的抗性。 7、高浓度的IAA处理,使番茄黄化苗下胚轴迅速伸长,各项生理指标都保持较低水平,表现出与乙烯相反的代谢。但IAA和乙烯的处理、使NR基因大量表达,番茄各生理指标迅速增高,表现出乙烯综合症。 8、ABA处理植株后,在短期内、植株细胞膜透性变化不大,呼吸作用降低。随后,ABA导致气孔关闭,NR基因大量表达、叶片蒸腾、呼吸作用降低,细胞间二氧化碳浓度增大。最终使植株生长受阻,番茄实生苗黄化。ABA与乙烯的作用加重乙烯综合症。 9、干旱诱导了NR基因的大量表达和产生乙烯综合症及干旱胁迫症状。 10、低温抑制NR基因的表达,延迟了受害症状的出现。植株叶片出现低温受害症状时伴随着叶片膜透性、蒸腾作用、呼吸作用、气孔导度的增加。乙烯+低温处理使细胞膜透性等上述指标增大得更多。 总之,逆境诱导乙烯的形成,乙烯又诱导NR的受体蛋白基因表达,最终导致信号的转导和症状的出现。在胁迫中,NR基因表达量低,植株抗逆性强;NR基因表达量高,植株表现乙烯综合症和其它受害症状;但NR基因的过量表达有利于植物降低对乙烯的敏感性,起负调节作用。