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过表达osmas基因水稻植株的获得及抗性评价

过表达OsMas基因水稻植株的获得及抗性评价

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作者：戚名扬淮阴工学院

学位级别：硕士

干旱、高盐等非生物胁迫严重影响水稻生长和产量。利用分子生物学方法挖掘、克隆水稻抗逆性关基因以及应用,能够提高水稻的抗逆能力,对我国乃至全世界粮食安全都具有重要意义。通过对不同水稻品种逆境胁迫处理,筛选出抗逆性强水稻材料;... 详细信息

干旱、高盐等非生物胁迫严重影响水稻生长和产量。利用分子生物学方法挖掘、克隆水稻抗逆性关基因以及应用,能够提高水稻的抗逆能力,对我国乃至全世界粮食安全都具有重要意义。通过对不同水稻品种逆境胁迫处理,筛选出抗逆性强水稻材料;利用根癌农杆菌介导法将本实验室克隆的Os Mas基因导入水稻品种中花11,获得了具有不同抗性的转基因水稻植株并解析其抗性生理机制。主要结果如下:(1)本研究对不同水稻品种扬粳805、淮稻5号、金香玉1号、焦粳91072、徐稻9号共5个品种分别进行200 m M Na Cl和20%PEG6000胁迫处理的抗逆性鉴定,通过测定其不同水稻植株的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢(HO)含量,结果表明,水稻品种扬粳805和淮稻5号相比徐稻9号、金香玉1号、焦粳91072抗逆性较强。(2)本研究利用前期构建水稻品种扬粳805甘露醇处理的c DNA-AFLP文库,筛选并克隆出水稻α/β水解酶Os Mas基因,该基因ORF全长1164 bp,编码387 aa推测分子量为42.58 k Da,等电点(p I)为6.45。构建植物表达载体,将Os Mas基因导入水稻品种中花11中,通过抗逆性离体和盆栽鉴定,表明过表达Os Mas基因能显著提高转基因水稻的耐盐性与抗旱性。进一步测定逆境胁迫相关生理生化指标,结果表明,Na Cl、PEG6000胁迫处理下,转基因水稻植株的SOD、CAT、POD活性和可溶性蛋白、叶绿素、脯氨酸含量显著增加,表明Os Mas基因的过表达能够用提高转基因水稻的脯氨酸和可溶性蛋白含量,以维持细胞渗透平衡、保护膜完整性和激活ROS清除系统,从而显著提高转基因水稻植株的耐盐性与抗旱性。本研究首次报道了Os Mas基因提高水稻植株的耐盐性与抗旱性,因此对于深入探究植物适应盐、干旱胁迫的机制,有助于提高植物耐盐性、抗旱性,对于指导提高水稻耐旱性育种具有重要意义。

关键词：水稻 osmas 耐盐性抗旱性生理生化指标

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水稻osmas蛋白调控水分高效利用的功能机制研究

水稻OsMas蛋白调控水分高效利用的功能机制研究

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江苏省遗传学会2019年学术研讨会

作者：王飞兵李威戚名扬赵慧云王尊欣陈新红周青淮阴工学院生命科学与食品工程学院

水稻（Oryza sativa L.）是世界主要粮食作物之一,干旱是影响水稻产量的最重要的非生物胁迫因素之一,提高水稻水分利用效率的主要途径是提高其抗旱性。克隆和利用水稻抗旱相关基因,提高水稻的抗旱能力,对我国乃至全世界粮食安全都具有... 详细信息

水稻（Oryza sativa L.）是世界主要粮食作物之一,干旱是影响水稻产量的最重要的非生物胁迫因素之一,提高水稻水分利用效率的主要途径是提高其抗旱性。克隆和利用水稻抗旱相关基因,提高水稻的抗旱能力,对我国乃至全世界粮食安全都具有重要意义。构建了水稻品种扬粳805的c DNA-AFLP文库,并克隆了水稻α/β水解酶基因osmas,该基因ORF全长1164 bp,编码387 aa;推测分子量为42.58 kDa,等电点（pI）为6.45;osmas基因的基因组全长为5094 bp,含有7个内含子和8个外显子;序列比对分析,该基因有一个Maspardin结构域。构建原核表达载体p GEX-6P-1-osmas,将其导入原核表达菌株Transetta（DE3）,与未诱导的重组菌全菌蛋白电泳条带相比,诱导后的菌体蛋白在约65 kDa处有一条明显的融合蛋白条带,与预测大小基本吻合;同时发现,表达osmas基因提高大肠杆菌的甘露醇胁迫抗性。q RT-PCR分析表明,该基因受到200 mM甘露醇、20%PEG6000、200 mM NaCl和100μM ABA诱导表达。构建植物表达载体,将该基因导入拟南芥中,显著提高拟南芥植株的抗旱性和耐盐性。同时,还将该基因导入水稻品种中花11号,通过对转基因水稻材料的发芽率、生长势、水培实验、盆栽实验等系统鉴定,表明转基因水稻材料抗旱性和耐盐性显著提高。表明水稻osmas基因在水分高效利用具有重要作用。干旱胁迫处理后转基因水稻植株的ABA含量显著高于野生型植株,以及ABA合成途径关键酶基因OsNCED4和OsNCED5显著上调;对过表达转基因水稻材料和野生型材料进行芽期和苗期的外源ABA处理,结果发现过表达植株对ABA的敏感性明显高于野生型植株。基于上述结果推测,osmas可能参与了由ABA介导的水稻抗旱过程,过表达osmas基因通过上调ABA合成途径关键酶基因表达,增加ABA含量,激活ABA信号途径,从而显著提高了转基因植株的耐盐性和抗旱性,为水稻水分高效利用和抗逆育种奠定理论基础。

关键词：水稻 osmas ABA信号抗旱性水分高效利用

来源： cnki会议评论

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