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水稻是重要的粮食作物,其产量严重地受到水资源短缺和土壤盐渍的影响。利用基因工程手段,提高水稻的耐盐、耐旱能力,具有深远的应用前景。本研究将OsNHX1和AtNCED3两个基因,分别转化到旱稻和水稻中;同时选择了诱导型启动子rd29A在水稻中超表达AtNCED3基因,希望得到既耐盐、耐旱、耐低温,又不影响生长发育的水稻新品系。 以旱稻IRAT109品种的成熟胚愈伤组织为受体材料,与含质粒p330I/OsNHX1的农杆菌菌株LBA4404共培养,经筛选培养获得了多个超表达OsNIIX1基因的独立转化株系。PCR检测证明目的基因已整合到旱稻的基因组中。进一步Northern blot分析表明:三个转基因株系的T1和T2代植株中目的基因的mRNA表达水平明显高于野生型。通过对转基因株系表型观察和生理生化分析表明:100mM NaCl处理5天后的恢复生长过程中,转基因植株的生长明显快于野生型:200mMNaCl处理下,转基因植株较野生型出现受害症状的时间大大延迟,说明转基因植株耐盐性得到了提高。NaCl处理下,转基因植株叶片和根中Na~+含量的提高和渗透势的降低,说明转基因植株的Na~+/H~+ antiporter的表达量高于对照,能将过多的Na~+累积于叶片或根细胞的液泡中,从而提高了细胞的渗透吸水能力,维持了细胞溶质的离子平衡。 此外,选择了组成型启动子Ubi-1和诱导型启动子rd29A在水稻中超表达AtNCED3基因,通过农杆菌介导法获得了两个水稻品种和两个旱稻品种的多个转基因株系。对水稻品种中作93转基因植株的ABA含量分析表明:组成型表达AtNCED3基因在正常和渗透或干旱胁迫下都能提高转基因抗性愈伤组织和转基因植株叶片内的ABA含量,而诱导型表达AtNCED3基因只在渗透或干旱胁迫下提高了转基因抗性愈伤组织和转基因植株叶片内的ABA含量。从转基因水稻植株与对照的表型观察、生理测定和抗逆性研究等的结果表明:组成型表达AtNCED3基因的水稻植株长得非常矮小、开花时间大大推后,细胞的分裂和伸长以及生长与发育都受到了抑制,降低了正常条件下的蒸腾速率和气孔导度;然而,诱导型启动子驱动的AtNCED3基因的超表达对转基因水稻的营养生长阶段的生长发育虽有轻微影响,但在干旱、盐胁迫和低温等逆境条件下表现出明显的抗逆性。 本研究得到了具有较高抗盐的转OsNHX1基因旱稻株系,并利用诱导型启动子rd29A在水稻中超表达AtNCED3基因,得到了既抗逆,又不影响生长发育的水稻新品系。为利用转基因技术提高作物的抗逆性奠定了基础,并为深入研究AtNCED3基因的功能和ABA的作用机理提供了有用的材料。