利用CpARF7基因创制番茄新种质

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rambo527
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番茄(Solanum lycopersicum Mill.)是全球普遍栽培的蔬菜农作物之一,具有重要经济和研究价值。番茄侧根的生长和发育有效的增加了其固定支撑的能力,同时增强了营养吸收和水分吸收的能力,也增强其抗逆境胁迫能力。逆境环境(干旱、磷胁迫)会严重影响番茄的生长和产量,同时也会导致其生长缓慢和开花结果时间延迟等严重现象。前期研究发现,Cp ARF7基因在根系中显著诱导表达,暗示该基因可能与玛瑙红樱桃在贵州独特环境适应性较强及其根系生长发育密切相关。本研究通过对Cp ARF7基因克隆、构建植物过表达载体,及其对番茄遗传转化的研究,创制番茄新种质,并对转基因植株进行抗逆分析,为番茄根系改良和抗逆分子育种提供理论依据,也为深入揭示Cp ARF7基因功能奠定基础。论文主要研究结果如下:(1)采用双酶切法构建了玛瑙红樱桃Cp ARF7基因过表达载体p BWA(V)KS-Cp ARF7-GUS;采用农杆菌介导、叶盘法转化番茄,并对遗传转化过程进行优化。番茄子叶再生最佳培养为:MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IAA+400mg/L CH,生根培养基的最佳IBA浓度为0.5 mg/L,番茄子叶侵染共培3 d后,100 mg/L Tim无菌水清洗3次并脱菌1周,有效减少农杆菌污染且脱菌培养阶段能提高侵染后子叶再生能力。最后对抗性番茄植株鉴定共获得10个转基因番茄株系。(2)选取野生型番茄植株、转基因番茄植株中表达量最高的5号、最低的1号,在最适的生根条件下生长30 d后,分别进行番茄根系构型参数测定。结果表明,转基因植株根系总长均比野生型显著性增长,对根的平均直径、总体积、总表面积、总根尖数和总分枝数的分析,转基因植株均比野生型番茄植株显著提高,表明转Cp ARF7基因对番茄的根系生长发育有明显促进作用。(3)在20%PEG模拟干旱条件下,结果表明:从表型看野生型植株萎蔫严重,叶片发黄根系较短,而转基因植株萎蔫程度较低,少数叶片发黄且植株根系伸长且侧根相对野生型也较多,受干旱影响相对较小;转基因番茄和野生型番茄植株经干旱处理后叶片的相对含水量均有下降,野生型番茄叶片的相对含水量下降幅度更大;处理后转基因番茄的CAT、POD、SOD活性和Pro的含量显著高于野生型番茄植株的,而H2O2和MDA含量低于野生型番茄。说明过表达Cp ARF7基因的番茄植株可显著提高植株的抗氧化酶活性,降低H2O2和MDA含量,进而提高番茄抗旱能力,转Cp ARF7基因番茄植株耐旱性更好。(4)生物量测定显示不同株系番茄植株在不同供磷条件下,转基因株系较野生型有不同程度增加,转基因表达量最高的株系增加程度较大;不同磷含量处理对转基因番茄和野生型番茄磷含量结果表明,地上部分及根部总磷含量和无机磷含量有显著性差异,野生型植株和转基因植株均显著降低且野生型比转基因植株降低幅度大,但转基因番茄不管在无磷、低磷、高磷中,地上部分及根部总磷含量和无机磷含量均分别显著高于野生型番茄1.05~1.48倍、1.17~2.34倍;磷胁迫处理后转基因番茄的CAT、POD、SOD活性和Pro的含量显著高于野生型番茄植株的,而H2O2和MDA含量低于野生型番茄,说明Cp ARF7基因有效的增强了番茄植株的保护酶活性,进而增强了番茄适应不同磷含量条件的能力。
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