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干旱胁迫是影响植物生长发育的一个重要因素,在植物的整个生育期,都可能受到干旱胁迫的侵害。干旱胁迫会降低种子发芽率,抑制根系生长,降低株高,减少叶片,抑制植物的光合作用,延迟抽穗和开花,降低产量和种子品质。但在不同生育阶段,植物对干旱胁迫的敏感性不同。植物作为一个整体,在干旱胁迫发生时,所有的组织、器官都发生了一系列的生理生化变化。 水稻是高温喜湿作物,干旱胁迫不仅会降低产量,而且严重影响稻米的品质。随着全球范围内淡水资源的缺乏加剧,如何提高水稻的抗旱性成为生物科学研究的一个重要方向。分子生物学的快速发展,使从分子水平研究植物的抗旱性取得了许多重要成果,为抗旱水稻的分子育种提供了理论依据。通过转基因方法,改变水稻生育期内干旱相关基因的表达量,可以在较短时间内获得抗旱性较高的植株,缩短育种时间。 OsLZTF(Gramene: LOC_Os02g43330)基因,位于水稻的第2号染色体长臂,长度为1423bp,含有两个外显子,一个内含子。其中,cDNA长1336bp,全编码框长度为786bp,编码一个长度为261个氨基酸残基的蛋白质,分子量约为29KD。通过荧光定量PCR反应,发现该基因在水稻品种日本晴的根、茎、叶组织中都有不同程度的表达,表达量随着干旱胁迫时间的延长而变化,因此推测该基因与水稻的抗旱性有关。利用生物信息学软件,设计特异性引物将该基因从日本晴叶片cDNA中扩增出来,构建超表达和抑制表达载体,然后利用根癌农杆菌介导体系,将该基因导入野生型日本晴,成功获得阳性转基因植株和T0代种子。 主要研究结果: 1.从野生型日本晴的叶片cDNA中,成功克隆出OsLZTF基因,并对其进行了生物信息学分析。 2.运用荧光定量PCR反应分析了OsLZTF基因在日本晴各组织中的表达水平,发现在未经干旱处理时,该基因在根、茎、叶中均有不同程度的表达,在干旱处理下,该基因在各组织中的表达量随着处理时间的变化而改变。 3.构建了OsLZTF基因的超表达和抑制表达载体,以根癌农杆菌介导方式,建立了适合水稻的遗传转化操作体系,获得了阳性转基因植株,通过温室培养和带往海南繁殖,收获了T0代种子。