转基因水稻中过量表达维生素C代谢相关基因的研究

摘要

维生素C（Vitamin C，Vc）是植物自身合成的抗氧化剂，对植物的生长发育具有重要的生理功能。维生素C的缺乏也会严重影响人类的身体健康，但是人类和一些灵长类动物由于体内缺乏合成维生素C的最后一个酶，所以必须从膳食中获取。因此提高食物中的Vc含量和利用Vc增强作物抗逆能力的研究显得尤为重要。水稻是禾本科作物的重要模式植物，也是世界重要粮食作物之一;通过转基因的途径提高植物体内Vc含量，进而改善植物营养品质和提高抗逆能力，是一个重要的研究方向。
　　本研究围绕提高水稻Vc含量这一目标，在本实验室前期已培育含维生素C代谢相关基因转基因水稻的基础上，主要开展以下四方面的研究：通过叶片潮霉素抗性检测和目的基因PCR分析筛选转基因纯合系和聚合两个转基因的纯合系；通过半定量和实时荧光定量RT-PCR技术对转基因水稻籽粒和叶片中目的基因进行表达分析，为下一步Vc含量的测定提供依据；通过高效液相色谱法测定了转基因水稻叶片中的Vc含量，以期评价不同转基因对提高Vc的效果；通过盐胁迫处理对转基因水稻幼苗进行抗性表型的分析。获得的主要进展和结果如下：⑴选育获得了含不同目的基因的转基因纯合株系，其中含GLDH、OsDHAR、GGP、DHAR、GME、GMP、GDH、GPP目的基因的纯合系分别为10、10、9、9、6、7、7和8个，获得聚合有GPP和GDH两个转基因的纯合系。⑵在不同转基因水稻植株中，外源目的基因的表达有着较大的差异;通过叶片中相关基因的表达分析推测水稻中内外源基因之间的表达可能存在竞争性。⑶通过对转基因水稻叶片Vc含量的测定，表明导入GGP、GME或GDH基因后对水稻叶片维生素C的积累贡献最大，三个纯合系中AsA最高含量分别为未转化亲本对照的2.74、1.89和1.81倍。⑷对水稻幼苗的盐胁迫试验分析，表明Vc含量的提高确实能够增强水稻幼苗的抗逆能力，而且推测导入GGP基因比GME可能具有更好的作用。