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Lea和eIF5A都是参与了植物的抗逆胁迫。我们已经在柽柳中分别克隆到了Lea和eIF5A基因。在此基础上,拟对Lea基因的抗重金属能力以及Lea和eIF5A基因共转化山新杨进行研究。首先,利用实时定量RT-PCR技术研究了不同胁迫条件下Lea基因在柽柳中的时序表达模式。结果表明,Lea基因能够应答NaCl、ZnCl2、CdCl2以及CuSO4胁迫。亚细胞定位的结果表明,Lea-GFP蛋白定位于细胞质和细胞核。
为验证Lea基因对重金属胁迫的抗性,选取本实验室已经转入Lea基因山新杨4个株系和非转基因山新杨对照株系(WT),转基因株系分别为1-4号。对这5个株系组培苗进行了CdCl2胁迫试验,从生长情况来看1号和2号抗性较强。选择1号、2号和非转基因山新杨进行胁迫分析逆境胁迫条件下非转基因植株和这些转基因植株的SOD活性、丙二醛(MDA)含量、POD活性、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量等指标的变化。结果表明:胁迫7天后,转Lea基因山新杨株系的SOD活性、POD活性、脯氨酸含量要高于非转基因山新杨株系,而MDA含量以及可溶性糖含量要低于非转基因山新杨株系。这说明Lea基因可能通过调控增强植物体内活性氧清除能力、增加脯氨酸含量,调控可溶性蛋白的合成来提高植物对盐胁迫耐受能力。
将Lea和eIF5A基因构建到植物表达载体pROKⅡ中,形成重组质粒pROKⅡ-Lea-eIF5A。通过农杆菌介导的山新杨的遗传转化,使两个外源基因整合到山新杨基因组中。获得了14个卡那霉素抗性株系,对转化植株的PCR检测初步证明两个外源基因已经整合到山新杨基因组中。对其中的7个株系和非转基因山新杨进行Northern杂交检测,结果表明Lea和eIF5A基因均在转基因山新杨中表达。分别在含NaCl和山梨醇的培养基上进行盐试与抗胁迫实验,结果表明,转Lea和eIF5A双价基因的杨树植株抗旱、耐盐能力明显高于非转基因植株。