转菠菜BADH小麦抗性生理与不同抗旱性小麦品种中BADH的表达研究

摘要

在干旱、低温等胁迫环境中,植物细胞内通常会积累一些相容性物质(也叫渗调物质),从而减轻环境胁迫对植物造成的伤害,甜菜碱是主要的相容性物质之一.编码甜菜碱醛脱氢酶(BADH,催化甜菜碱醛合成甜菜碱)的基因在甜菜碱的生物合成过程中处于关键地位.该研究首先对抗旱性强的小麦品系旱丰9703与抗旱性弱的品种山农215953干旱胁迫下的渗透调节能力和光合作用进行了比较,分析了不同生育期叶片中BADH基因表达特性、BADH活性与甜菜碱含量,从生理与分子机制两方面对甜菜碱的生理功能进行了初步探讨.其次,研究测定了转菠菜BADH基因小麦低温及干旱胁迫下,不同生育期BADH活性、甜菜碱含量与光合作用等生理参数的变化,进一步研究了小麦胁迫耐性与甜菜碱含量、BADH活性之间的关系.考虑到菠菜与小麦BADH基因的保守性,我们从抗旱小麦新品系旱丰9703叶片中克隆了BADH cDNA序列,并构建了表达载体,对模式植物烟草进行了转化,旨在进一步研究小麦BADH基因在抗逆性中的作用,为其今后在小麦育种中的应用打下基础.

目录

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ABSTRACT

英文缩略表

1渗透调节的定义及生理基础

1.1渗透调节与渗透调控

1.2渗透调节的生理基础

2植物体内的渗透调节物质

2.1渗透调节物质的种类

2.2渗透调节物质的功能

2.3渗透调节物质的转运

3小麦干旱胁迫下的光合作用

4渗透调节的遗传工程

4.1渗透胁迫诱导表达的基因

4.2植物胁迫抗性的遗传工程

5今后工作重点

6本研究的目的：

第二章干旱胁迫下不同抗旱性小麦BADH表达与光合作用特性研究

1.材料与方法

1.1植物材料的种植及长期干旱胁迫处理

1.2渗透调节能力测定

1.3叶片相对含水量的测定

1.4净光合速率的测定

1.5叶绿素a荧光参数测定

1.6试剂来源及RNA提取

1.7Northern杂交

1.8BADH活性测定

1.9甜菜碱含量测定

2结果与分析

2.1两个小麦品种不同生育期的叶片相对含水量与渗透调节能力

2.2干旱胁迫对不同生育期不同小麦品种净光合速率、最大光化学效率与实际光化学效率的影响

2.3大田干旱对不同抗旱性小麦品种乳熟期净光合速率、最大光化学效率、实际光化学效率及非光化学猝灭日变化的影响

2.4干旱胁迫下不同抗旱性小麦品种BADH基因的表达

2.5不同生育期不同小麦品种中BADH活性与甜菜碱含量变化

3讨论

4小结

5进一步研究设想：

1材料和方法

1.1转基因小麦材料栽培

1.2测定方法

2.结果与分析

2.1低温胁迫对转基因小麦生理性状的影响

2.2干旱胁迫对转基因小麦灌浆期的生理特性

3讨论

4小结

5进一步研究设想：

第四章小麦甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的克隆及对烟草的转化

1.材料与方法

1.1材料及试剂

1.2试验方法

2.结果与分析

2.1小麦BADH基因中间片段的克隆

2.2小麦BADH基因5’端片段的分离

2.4小麦BADH基因全长cDNA全长序列的克隆及AA序列同源性分析

2.5小麦BADH基因表达载体的构建

2.6烟草的转化及生长情况

2.7转基因植株的分子检测

2.8转基因烟草BADH活性分析

3.讨论

3.2各种获得全长cDNA方法的优缺点分析

3.3转BADH基因烟草研究现状

4小结

5.进一步研究设想

参考文献

致谢

附：入学以来已发表或即将发表的论文