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干旱胁迫下转基因甘薯块根膨大期水分利用效率和生理代谢特征(英文)

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西北植物学报 2012年第11期32卷 2255-2263页

作者：成雨洁伍小兵邓西平郭尚汝西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨陵712100 西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100 西北农林科技大学生命科学学院陕西杨陵712100 韩国生命工学研究所环境生物技术研究中心

以转Cu/Zn-SOD和APX基因及其非转基因甘薯进行盆栽试验,在甘薯块根膨大期进行正常供水(田间最大持水量的80%)、中度缺水(田间最大持水量的60%)和重度缺水(田间最大持水量的40%)3种水分处理,分别测定转基因植株和对照植株在薯块膨大期的... 详细信息

以转Cu/Zn-SOD和APX基因及其非转基因甘薯进行盆栽试验,在甘薯块根膨大期进行正常供水(田间最大持水量的80%)、中度缺水(田间最大持水量的60%)和重度缺水(田间最大持水量的40%)3种水分处理,分别测定转基因植株和对照植株在薯块膨大期的第20天和第70天的抗氧化酶系统、可溶性糖含量、光合系统之间的差异,以及在不同水分胁迫处理下产量和水分利用效率之间的差异。以此研究外源基因的超表达是否可以提高甘薯的产量及水分利用效率。结果显示:(1)转基因甘薯(TS)的SOD、APX活性以及可溶性糖含量均高于非转基因对照株(NT),但POD活性低于NT;TS和NT植株的APX活性、可溶性糖含量、净光合速率以及蒸腾速率均随干旱胁迫加重呈递减趋势。(2)干旱胁迫70d时,TS和NT植株光合参数均较胁迫20d时降低,且TS和NT间的净光合速率没有明显差异。(3)TS和NT两株系的块根产量在中度胁迫下最高而在重度胁迫下最低,而TS具有较高的块根产量且在重度胁迫下产量降低幅度较小。(4)TS的气孔导度和蒸腾速率显著低于NT,且TS的水分利用效率较NT更高。研究表明,Cu/Zn-SOD和APX基因可以显著增加干旱胁迫下甘薯块根膨大期的SOD、APX活性和可溶性糖含量,提高其水分利用效率,从而减轻干旱胁迫对产量的影响。

关键词：干旱胁迫转基因甘薯抗氧化酶水分利用效率温室

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干旱和复水条件下转基因甘薯的光合特性

水土保持学报 2007年第4期21卷 193-196页

作者：李建梅邓西平西北农林科技大学陕西杨陵712100 中国科学院水利部西北水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨陵712100

以转铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因甘薯(TS)及未转基因甘薯(NT)为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化酶活性和光合特性变化。结果显示,连续36 h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都... 详细信息

以转铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因甘薯(TS)及未转基因甘薯(NT)为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化酶活性和光合特性变化。结果显示,连续36 h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升高,但TS的SOD活性始终高于NT。胁迫至24 h时,TS的SOD活性约为NT的1.2倍,复水后二者SOD活性都下降。持续胁迫,TS的APX活性先升高后降低,NT与之相反,复水后TS和NT的APX活性都是先升高后降低,复水12 h,TS的APX活性是NT的1.5倍。水分胁迫条件下TS的膜质受伤害程度要轻于NT,胁迫24 h,复水12 h,NT的MDA含量均约为TS的1.2倍。胁迫12 h,TS和NT净光合速率都下降,继续胁迫,TS净光合速率开始上升,NT几乎保持不变,胁迫36 h,TS的净光合速率约为NT的1.5倍。复水后二者净光合速率都开始上升,复水12 h,TS净光合速率约为NT的3倍。胁迫时TS、NT胞间CO2浓度(Ci)都逐渐增大,胁迫36 h时NT胞间CO2浓度显著高于TS,是其1.4倍。实验结果表明,同时转入SOD、APX抗氧化基因后,在胁迫及复水条件下转基因甘薯的抗氧化系统可以更好地保护及修复光合机制。

关键词：水分胁迫复水转基因甘薯光合作用抗氧化系统

三种转基因甘薯株系响应盐胁迫的生理机制分析

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分子植物育种 2024年

作者：牟舒敏张丽娟李红兵关月明可庆波张岁岐郭尚洙邓西平西北农林科技大学资源环境学院西北农林科技大学水土保持科学与工程学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西北农林科技大学生命科学学院韩国生命工学研究院

为了探索盐胁迫下三种转基因甘薯的生理性差异，本研究利用转Cu/Zn SOD&APX、IbMYB1、IbOr基因株系和各自野生型株系为材料，通过室内水培实验，探究100 mmol/L的NaCl胁迫下各甘薯光合指标、抗氧化系统以及Na+离子浓度和Na+/K+的差异性... 详细信息

为了探索盐胁迫下三种转基因甘薯的生理性差异，本研究利用转Cu/Zn SOD&APX、IbMYB1、IbOr基因株系和各自野生型株系为材料，通过室内水培实验，探究100 mmol/L的NaCl胁迫下各甘薯光合指标、抗氧化系统以及Na+离子浓度和Na+/K+的差异性变化，明确三种转基因甘薯抗盐性的内在机理。研究结果表明：转Cu/Zn SOD&APX、IbMYB1、IbOr基因均对提高甘薯抗盐性起到正向的促进作用，但三种转基因甘薯之间抗盐性差异较大。转Cu/Zn SOD&APX、IbMYB1、IbOr基因株系分别通过维持较高的抗氧化酶活性、花青素含量、类胡萝卜素含量和较低的Na+/K+比率，有利于降低活性氧水平、缓解膜脂损伤和离子毒害，从而维持叶片较高的光合能力来提高甘薯的抗盐性。另外，综合分析表明：转Cu/Zn SOD&APX基因甘薯株系抗盐性较强，转IbMYB1基因株系次之，转IbOr基因株系抗盐性最弱。研究转基因甘薯响应盐胁迫的生理机制为抗盐甘薯育种提供理论依据。

关键词：转基因甘薯盐胁迫光合速率抗氧化酶活性离子毒害

旱后复水条件下转基因甘薯体内脯氨酸含量变化及其抗氧化作用

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水土保持研究 2007年第4期14卷 53-56页

作者：李建梅邓西平西北农林科技大学研究生院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所、黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

以转铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）基因甘薯（TS）及未转基因甘薯（NT）为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化酶活性变化以及体内Pro含量的变化与抗氧化的关系。结果显示,连续... 详细信息

以转铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）基因甘薯（TS）及未转基因甘薯（NT）为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化酶活性变化以及体内Pro含量的变化与抗氧化的关系。结果显示,连续36 h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升高,但TS的SOD活性始终高于NT。复水后二者SOD活性都下降。持续胁迫时,TS的APX活性先升高后降低,NT与之相反,复水后TS和NT的APX活性都是先升高后降低,复水12 h,TS的APX活性是NT1.5倍.正常条件下和水分胁迫12 h、36 h,复水12、24 h、转基因甘薯体内Pro含量显著高于未转基因甘薯。水分胁迫条件下TS的膜质受伤害程度要轻于NT。实验结果表明,同时转入SOD、APX抗氧化基因后,在胁迫条件下,转基因甘薯可以更好的对植株体进行保护,及复水条件下转基因甘薯可以更好进行修复,抗氧化系统可以影响脯氨酸的积累。

关键词：水分胁迫复水转基因甘薯脯氨酸

三种转基因甘薯响应干旱/盐胁迫的差异和生理机制

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三种转基因甘薯响应干旱/盐胁迫的差异和生理机制

作者：张丽娟西北农林科技大学

学位级别：硕士

甘薯是世界上重要的粮食、饲料、工业原料和生物能源用作物。干旱和盐渍等逆境严重限制甘薯的生长和产量,给农业生产带来重大的经济损失。因此,阐明甘薯对干旱、盐渍响应机制及通过基因工程手段改良甘薯抗逆性,筛选抗逆性较强转基因甘薯... 详细信息

甘薯是世界上重要的粮食、饲料、工业原料和生物能源用作物。干旱和盐渍等逆境严重限制甘薯的生长和产量,给农业生产带来重大的经济损失。因此,阐明甘薯对干旱、盐渍响应机制及通过基因工程手段改良甘薯抗逆性,筛选抗逆性较强转基因甘薯,对增加粮食产量、提高甘薯在干旱、盐渍地区的生产潜力、缓解能源危机具有重大的理论和实际意义。本实验以三种转基因甘薯（分别转Cu/ZnSOD-APX、IbMYB1和IbOr基因）及各自对照为实验材料,测定三种转基因甘薯在干旱胁迫（15%PEG-6000模拟干旱）和盐胁迫（100 mM NaCl溶液）下净光合速率、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性和非酶抗氧化能力,综合分析比较三种转基因甘薯在干旱胁迫和盐胁迫下抗逆能力,同时揭示造成三者抗逆性差异的生理机制。主要结果如下:1三种转基因甘薯较各自的对照均能增强对干旱/盐胁迫的抗逆性。转Cu/ZnSOD-APX基因甘薯通过增强抗氧化酶活性提高对氧化胁迫的耐受性。转IbMYB1基因甘薯在胁迫后能够通过增强抗氧化酶活性和提高花青素的累积协同作用,保护叶绿体,减缓叶片衰老以提高抗逆性。转IbOr基因甘薯通过累积类胡萝卜素含量提高抗氧化能力增强抗逆性。***模拟干旱胁迫后,转Cu/ZnSOD-APX和IbMYB1基因甘薯净光合速率及叶绿素含量降低幅度较小,丙二醛含量较低,抗旱性较强,相比较而言转IbOr基因甘薯抗旱性较弱。转Cu/ZnSOD-APX基因甘薯在干旱胁迫后通过较强的抗氧化酶活性,能够有效的清除活性氧减轻膜脂的损伤,从而维持较高的叶绿素含量,进而保持较高的净光合速率。转IbMYB1基因甘薯在胁迫后具有较高的非酶抗氧化物质含量,进而能够保护叶绿体遭受损伤,从而维持较高的光和能力。3.盐胁迫后,转Cu/ZnSOD-APX基因甘薯的抗盐性最强,其次是转IbMYB1基因甘薯,转IbOr基因甘薯抗性较弱。盐胁迫后转Cu/ZnSOD-APX基因甘薯具有较强的抗氧化酶活性,可减轻膜脂遭受的损伤,从而维持较高的叶绿素含量,进而保持较高的净光合速率。

关键词：转基因甘薯 PEG胁迫盐胁迫光合系统抗氧化防御系统

干旱及复水条件下转基因甘薯抗氧化防御系统特性

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中国农学通报 2007年第6期23卷 616-621页

作者：李建梅邓西平西北农林科技大学中国科学院水利部西北水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

以转铜锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因甘薯(TS)及未转基因甘薯(NT)为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化防御系统变化。结果显示,连续36h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升... 详细信息

以转铜锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因甘薯(TS)及未转基因甘薯(NT)为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化防御系统变化。结果显示,连续36h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升高,但TS的SOD活性始终高于NT。胁迫至24h时,TS的SOD活性约为NT的1.2倍,复水后二者SOD活性都下降。持续胁迫时,TS的APX活性先升高后降低,NT与之相反,复水后TS和NT的APX活性都是先升高后降低,复水12h,TS的APX活性是NT1.5倍。在水分胁迫条件下,TS抗氧化物质AsA、CAR增长速度较快,复水后,TS中的AsA含量仍显著高于NT水分胁迫条件下TS的膜质受伤害程度要轻于NT,胁迫24h,复水12h,NT的MDA含量均约为TS的1.2倍。实验结果表明,同时转入SOD、APX抗氧化基因后,在胁迫及复水条件下转基因甘薯的抗氧化系统可以更好的对植株体进行保护及修复。

关键词：水分胁迫复水转基因甘薯抗氧化防御系统