油菜转录因子BnaERF5/6的功能验证及5-羟色胺对幼苗干旱缓解效应的相关研究

作     者：田姗姗 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：张学昆

授予年度：2019年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：油菜 耐渍 功能验证 5-羟色胺 干旱 

摘      要：一、油菜转录因子Bna ERF5/6的功能验证本研究选用耐渍型油菜品种中双9号,以淹水处理12小时的油菜芽的c DNA为模板,克隆与耐渍相关的基因Bna ERF5、Bna ERF6,并用农杆菌介导法遗传转化拟南芥。通过淹水处理,验证拟南芥的表型。主要结果如下:克隆到2个与耐渍相关的基因Bna ERF5、Bna ERF6,并且成功构建植物过表达载体PBI121-Bna ERF5、PBI121-Bna ERF6。通过农杆菌介导法遗传转化拟南芥,经过连续三代在卡那霉素培养基的筛选、阳性苗DNA检测以及纯系植株q PCR检测外源基因的表达量等一系列检测,得到Bna ERF5、Bna ERF6这2个基因的过表达拟南芥纯合株系。对转基因和野生型拟南芥株系进行淹水处理,淹水后拟南芥的叶片均变黄,恢复后拟南芥的部分叶片呈紫色,部分老叶片干枯;在淹水7天恢复10天后,转基因植株基本可以正常开花,而野生型植株矮小,发育迟缓,不能正常开花。对淹水0h、3h、6h、9h拟南芥中耐渍基因ADH1、PDC1的表达量检测发现,超表达Bna ERF5拟南芥中ADH1基因在淹水处理0h、3h的表达量均较野生型提高,在淹水6h以后,ADH1的表达量则比野生型低。超表达Bna ERF6拟南芥中ADH1基因淹水处理0h、3h的表达量均较野生型提高,而到淹水处理6h,ADH1基因的表达量与野生型相比差异不显著,到淹水9h,ADH1的表达量比野生型株系低。超表达Bna ERF5拟南芥中PDC1基因的表达量淹水0h、3h较野生型提高,在淹水6小时以后,PDC1的表达量则比野生型低。超表达Bna ERF6拟南芥的PDC1基因的表达量在淹水处理0h、3h的表达量均较野生型提高,到淹水处理6h,PDC 1基因的表达量与野生型相比差异不显著,到淹水9h,PDC 1的表达量比野生型低。拟南芥淹水7天恢复10天后,转基因拟南芥的鲜重和株高均显著高于野生型。二、5-羟色胺对幼苗干旱缓解效应的相关研究为探讨5-羟色胺对油菜耐旱性的调节作用,以油菜品种中双11号为材料,通过水培试验,采用PEG-6000(polyethylene glycol)胁迫模拟干旱,分析了干旱条件下施加外源5-羟色胺对油菜幼苗生长、活性氧代谢及渗透调节物质的影响。结果表明,在干旱胁迫下,油菜的生长受到抑制,过氧化氢(H2O2)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、脯氨酸(proline,Pro)以及可溶性糖(soluble sugar,SS)的含量明显增加,过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)的活性显著提高。在干旱条件下施加外源5-羟色胺可以缓解干旱对油菜幼苗的不良影响,促进其生长。与单纯干旱条件下的幼苗相比,添加外源5-羟色胺显著地提高了CAT、SOD、APX的活性,减少了过氧化氢和丙二醛的积累,同时渗透调节物质脯氨酸与可溶性糖含量显著增加。