GmDREB1基因转化苜蓿及三种转基因苜蓿种子耐盐生理

摘要

高盐是限制牧草生产的重要环境因素。我国的1亿公顷耕地中有667万公顷盐渍化土壤，另有0.3亿公顷盐碱荒地，其中吉林省西部地区是我国重要的牧草产区，也是我国土地盐碱化最严重的地区之一。近几十年来，由于气候变化和高强度的人类活动的影响，该区土地盐碱化面积不断扩展、程度不断加剧。相关资料显示，盐碱灾害使得吉林省西部某些地区豆科牧草几乎绝迹，而盐生植物却迅速发展。
　　 紫花苜蓿是重要的豆科牧草，其自身具中度耐盐性，更兼应用植物基因工程技术方法对紫花苜蓿进行特异性遗传改良，使其适应盐碱化的土地，对改良吉林省西部植被现状以及合理开发利用盐碱土地有着重要的现实意义。
　　 本研究主要分以下两个部分的实验：
　　 第一部分实验以含有pBIGmDREB1质粒（含目的基因GmDREB1）的根癌农杆菌LBA4404感染公农1号紫花苜蓿的初生真叶，并通过一系列植物组织培养操作，获得含有GmDREB1基因的耐盐性紫花苜蓿。经卡那霉素初步筛选和PCR检测，得到阳性转GmDREB1基因植株119株；对其中4个PCR阳性株系进行Southern Blot杂交显影检测，进一步证明目的基因已经成功转入苜蓿基因组中。同时，我们对转SsNHX1基因、转SsNHX1-PDH45基因双元载体基因和转GmDREB1基因的阳性成活植株进行田间移栽，并对转SsNHX1基因植株进行了扩繁。最终得到SsNHX1转基因阳性植株116株，SsNHX1-PDH45转基因阳性植株112株和转GmDREB1基因阳性植株75株，并获得三种转基因植株的T1代种子。
　　 第二部分实验以三种转基因苜蓿种子（转SsNHX1基因、转SsNHX1-PDH45双元基因和转GmDREB1基因）和公农1号紫花苜蓿种子为材料，研究了不同基因型对紫花苜蓿种子在5个不同盐浓度梯度（OmM，100mM，200mM，300mM，400mM）胁迫下发芽及幼苗素质的影响。结果表明，在200-400mM浓度范围内，转基因苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根重和鲜重等指标均显著高于非转基因植株（p<0.05），而三种转基因种子之间并未出现显著差异。最终得出结论：三种外源基因在转基因苜蓿种子发芽期间进行了表达，转基因植株与对照相比表现出了显著的耐盐性。
　　 本研究通过将GmDREB1基因转入苜蓿，经PCR和Southern Blot检测得到转基因阳性植株；并将本实验室所获得的三种转基因苜蓿进行田间移栽和扩繁，最终获得大量的转基因苜蓿T1代种子。另外，T1代种子的发芽试验证实了三种转基因植株的耐盐性与对照相比有着显著的耐盐性。这为进一步为转基因苜蓿大面积种植与盐碱地的可行性提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 组成型启动子CaMV35S和逆境诱导型启动子rd29A启动子

1.2 三种抗逆基因

1.3 植物耐盐生理

1.4 本实验的立题依据和研究目的

2 材料与方法

2.1 转基因苜蓿幼苗的获得

2.2 转GmDREB1基因紫花苜蓿的分子生物学检测

2.3 转基因苜蓿的田间移栽和扩繁

2.4 三种耐盐碱转基因苜蓿T1代种子发芽试验

3 结果与分析

3.1 转GmDREB1基因苜蓿的获得

3.2 转GmDREB1基因苜蓿的分子生物学检测

3.3 三种转基因苜蓿的田间移栽和转SsNHX1基因苜蓿的扩繁

3.4 转基因T1代苜蓿种子发芽对盐胁迫的生理响应

4 讨 论

4.1 紫花苜蓿的遗传转化和植株再生

4.2 三种转基因材料萌发期的耐盐性评价

4.3 转基因育种技术与传统育种技术的结合

5 结 论

参考文献

致 谢