抗冷调控因子CBF与低温弱光胁迫下喜温植物的光合保护机制

摘要

本文以拟南芥(Arabidopsisthaliana)Columbia生态型和甜椒品系中椒8号的CBF1基因为目的基因，应用农杆菌介导的叶圆盘转化法将35S-CBF导入烟草(Nicotianatabacumcv.Xanthi)。对其进行了分子生物学的验证及光合生理指标的测试。 一方面，将拟南芥CBF1基因构建到植物表达载体pROKⅡ中，导入农杆菌后，进行植物遗传转化，实现其在烟草中过量表达，得到T1代植株；另一方面，用RACE法克隆了冷敏感植物甜椒的CBF基因，序列分析预测表明，其具有CBF特征序列，也具有核定位信号序列和转录因子必需序列(DNA结合区和转录激活区)，同样导入烟草，得T0代植株。对其进行了分子生物学的验证及光合及相关生理指标的检验。主要结果如下： 1.低温弱光胁迫下对转基因植株SOD酶活性的影响转拟南芥CBF1基因的烟草(以下简称为ACBF1烟草)的SOD酶总活力和比活力都得到提高，说明其在一定程度上提高了烟草抗低温能力；而转甜椒CBF基因的烟草(简称为PCBF烟草)却没有出现这种现象。 2.低温弱光胁迫下对转基因植株可溶性糖和可溶性蛋白的影响ACBF1烟草可溶性糖和可溶性蛋白在8-9小时胁迫后，明显高于野生对照；而PCBF烟草没有这种差异，一定程度上说明了两基因的不同。 3.低温弱光胁迫下对转基因植株PSⅡ的影响光合作用研究过程中，人们将光抑制定义为植物光合机构所接受的光强超过光合作用利用时光合功能的下降，通常用PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)来表示光抑制程度。低温弱光12小时，ACBF1烟草的Fv/Fm比野生对照有较大改善，表观光合量子传递效率ETR和光合电子传递量子效率φPSⅡ抑制程度也得到一定缓解。NPQ明显呈上升趋势，且转基因株系高于野生对照，这说明在低温弱光胁迫抑制光合碳同化的情况下，转基因烟草叶片的NPQ能够更好地发挥耗散过剩激发能、保护光系统的作用。以上结果表明，转入拟南芥CBF基因后，可能调控了某些下游基因，从而使植株在低温弱光胁迫下，能过较好地保护烟草免受光抑制的破坏。PCBF烟草与野生对照相比，出现类似结果。 4.低温弱光胁迫下对转基因植株PSⅠ的影响ACBF1烟草和PCBF烟草的氧化态P700都高于野生对照，说明CBF通路对植株PSⅠ也有保护作用。 所有以上结果表明，转基因植株可能通过调节某些基因表达，调动相关保护机制对光合系统进行保护。

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第一部分文献综述

第二部分实验论文

附图

参考文献

致谢

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