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過量表達(dá)甘菊CBF1基因提高擬南芥抗旱耐鹽能力

2018-07-13 08:35劉晨旭高越瑤周蘊(yùn)薇
草業(yè)科學(xué) 2018年6期
關(guān)鍵詞:甘菊根長(zhǎng)株系

劉晨旭,劉 彧,劉 杰,高越瑤,周蘊(yùn)薇

(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040; 2.德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東 德州 253000)

甘菊(Chrysanthemumlavandulifolium)是菊科菊屬的二倍體植物[1]。隨著自然環(huán)境的日漸惡化和社會(huì)對(duì)園林需求的日益提高,對(duì)于園林植物的觀賞性及抗逆性也有了更高的要求,甘菊作為園林植物之一,其抗性基因資源已經(jīng)引起科研工作者的廣泛關(guān)注。目前,關(guān)于甘菊抗旱、耐鹽等對(duì)抗非生物逆境基因功能的相關(guān)研究已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,有研究發(fā)現(xiàn)在甘菊中響應(yīng)鹽脅迫的主要調(diào)節(jié)功能基因組群[2];另有研究在甘菊中鑒定了DlNAC1基因,證明其在低溫、干旱和高鹽條件下可以被誘導(dǎo)[3];此外,還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了甘菊中受多種非生物逆境條件誘導(dǎo)表達(dá)的ClCBL基因[4],部分受高鹽和干旱誘導(dǎo)表達(dá)的ClNUDX基因[5]等。甘菊中所蘊(yùn)含的豐富抗性基因資源在提高園林植物適應(yīng)性和使更多植物應(yīng)用在瘠薄環(huán)境的綠化方面具有巨大的研究潛力和價(jià)值,值得進(jìn)行進(jìn)一步的研究發(fā)掘。

CBF是一種在逆境條件下能特異性激活下游含有CRT/DRE(C-repeat dehydration-responsive element)順式作用元件,從而提高植物抗逆性的轉(zhuǎn)錄因子[6],主要由60個(gè)氨基酸組成,由此形成1個(gè)α螺旋和3個(gè)β折疊,該結(jié)構(gòu)能夠結(jié)合COR基因啟動(dòng)子中的CRT/DRE片段,從而誘導(dǎo)COR基因表達(dá)[7]。CBF類轉(zhuǎn)錄因子一般與干早、高鹽或低溫脅迫條件下應(yīng)答基因的啟動(dòng)子結(jié)合,催化與誘導(dǎo)這類抗性基因進(jìn)行表達(dá),進(jìn)而提高植物的抗逆性。有研究表明,過量表達(dá)棉花(Gossypiumhirsutum)GhCBF2提高了擬南芥(Arabidopsisthaliana) 對(duì)于干旱和鹽的耐受性[8],在擬南芥中對(duì)CBF基因進(jìn)行過表達(dá),轉(zhuǎn)基因植株對(duì)鹽脅迫耐受性顯著增強(qiáng)[9]。

鑒于ELSD方法濃度與峰面積不成線性關(guān)系,而是取其對(duì)數(shù)再進(jìn)行線性回歸,并且硫酸根在C18柱上保留較弱,進(jìn)一步探索采用離子色譜法電導(dǎo)檢測(cè)法(HPIC-CD)測(cè)定硫酸核糖霉素中硫酸鹽含量的方法。本文在文獻(xiàn)[7]基礎(chǔ)上,優(yōu)化了淋洗液濃度和流速,在新建立的色譜條件下,硫酸根離子可以與常見陰離子均良好分離。

東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院菊花課題組前期在甘菊中克隆獲得了一個(gè)在植物對(duì)抗逆境脅迫過程中起到重要作用的CBF轉(zhuǎn)錄因子ClCBF1,該基因編碼210個(gè)氨基酸,具有AP2結(jié)構(gòu)域,屬于AP2基因家族成員,對(duì)其進(jìn)行表達(dá)模式分析,得知ClCBF1受冷、熱、鹽等脅迫誘導(dǎo)[10]。本研究擬在菊花課題組前期工作的基礎(chǔ)上,將ClCBF1基因構(gòu)建到植物表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化到擬南芥中,對(duì)其進(jìn)行抗旱耐鹽能力試驗(yàn),以此來(lái)探討ClCBF1基因的調(diào)控功能,以期為培育抗旱耐鹽性強(qiáng)的新品系提供理論研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

遺傳轉(zhuǎn)化中使用的野生型擬南芥種子(Col-0型)由北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院饋贈(zèng),野生型擬南芥(WT)種子依次使用70%酒精和2%次氯酸鈉溶液消毒并用滅菌水吸打沖凈。所用根癌農(nóng)桿菌(Agrobacteriumtumefacien)菌株GV3101為寒區(qū)園林植物種質(zhì)資源開發(fā)與景觀生態(tài)修復(fù)黑龍江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保存。脅迫抗性檢測(cè)所用植物材料為轉(zhuǎn)CBF1基因擬南芥T3代種子。

1.2 植物表達(dá)載體構(gòu)建及擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化

1.4.1轉(zhuǎn)基因擬南芥種子萌發(fā)率及根長(zhǎng)測(cè)定鹽脅迫下擬南芥種子萌發(fā)率和根長(zhǎng)的測(cè)定試驗(yàn)方法同1.3.1,1/2MS培養(yǎng)基中NaCl的濃度分別為0、50、100、150、200 mmol·L-1。

2.2.3干旱脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥表型及生理指標(biāo)的影響干旱脅迫15 d后,WT葉片黃化細(xì)小、部分干枯,存活率為33.5%;而轉(zhuǎn)CBF1基因的擬南芥葉片黃化程度遠(yuǎn)低于WT(圖4)。干旱處理擬南芥的生理指標(biāo)如圖5所示,當(dāng)植株未受到脅迫時(shí)WT和轉(zhuǎn)基因擬南芥各酶活性基本持平,植株受到干旱處理后轉(zhuǎn)基因擬南芥酶活性顯著大于WT植株(P<0.05)。而WT和轉(zhuǎn)基因植株未受到干旱脅迫時(shí)MDA和電導(dǎo)率差異不顯著(P>0.05),在受到干旱脅迫后WT的MDA和電導(dǎo)率增大幅度大于轉(zhuǎn)基因擬南芥(P<0.05),這說明轉(zhuǎn)入的CBF1基因提高了擬南芥的抗旱性。

2.3.2鹽脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥根長(zhǎng)的影響NaCl濃度在0和50 mmol·L-1時(shí),WT和轉(zhuǎn)基因植株的根長(zhǎng)均在5.7 cm左右,沒有受到鹽脅迫的明顯影響(圖7);在NaCl濃度較高時(shí)各株系根長(zhǎng)出現(xiàn)顯著下降,WT下降幅度最大且根長(zhǎng)最短,轉(zhuǎn)基因植株根長(zhǎng)均顯著高于WT(P<0.05)。隨著NaCl濃度的增加,根部逐漸變得短而細(xì)小,植株葉片細(xì)小發(fā)白出現(xiàn)死亡跡象,這表明,轉(zhuǎn)入的CBF1基因提高了擬南芥根長(zhǎng)生長(zhǎng)過程的耐鹽性。

1.3 轉(zhuǎn)基因擬南芥干旱脅迫抗性檢測(cè)

1.3.1轉(zhuǎn)基因擬南芥種子萌發(fā)率和根長(zhǎng)的測(cè)定將WT和T3代轉(zhuǎn)基因擬南芥ClCBF1-3、ClCBF1-4、ClCBF1-5共3個(gè)株系種子4 ℃處理48 h,消毒并播于含0、50、100、150、200 mmol·L-1甘露醇的1/2MS培養(yǎng)基上,以WT為對(duì)照,觀察、統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率,每個(gè)處理重復(fù)3次。7 d后把植株分別轉(zhuǎn)移到相同脅迫梯度的1/2MS培養(yǎng)基中豎直培養(yǎng),觀察并統(tǒng)計(jì)根長(zhǎng)生長(zhǎng)情況。

1.3.2轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗抗旱性測(cè)定將WT和T3代轉(zhuǎn)基因擬南芥3個(gè)株系種子4 ℃處理48 h,消毒,播種于1/2MS培養(yǎng)基中,20 d后植株長(zhǎng)到4片真葉時(shí),將其移栽入蛭石∶營(yíng)養(yǎng)土=1∶1的花盆中,50 d后開始對(duì)其進(jìn)行自然干旱處理,脅迫15 d后取植株葉片測(cè)定生理指標(biāo),每個(gè)指標(biāo)取3株植株進(jìn)行重復(fù)。成活率、相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定參考曹忠慧[12]的方法,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(POD)酶活性的測(cè)定參考李合生[13]的方法。

1.4 轉(zhuǎn)基因擬南芥鹽脅迫抗性檢測(cè)

植物表達(dá)載體pBI121-ClCBF1的構(gòu)建參考徐春波等[11]的方法。擬南芥生長(zhǎng)至抽薹開花時(shí),即可采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。使用含50 mg·L-1卡那霉素的1/2MS培養(yǎng)基對(duì)T0代種子進(jìn)行抗性植株篩選。用Trizol法提取T1代植株葉片總RNA并進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,以擬南芥ACT2基因(AT3G18780)為內(nèi)參進(jìn)行PCR,對(duì)各株系中CBF1基因的轉(zhuǎn)錄情況進(jìn)行檢測(cè)。特異引物序列為:

在高中英語(yǔ)教學(xué)中,課堂導(dǎo)入對(duì)于整節(jié)課的教學(xué)效果發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在實(shí)際的高中英語(yǔ)課堂中,許多教師忽略了課堂導(dǎo)入的設(shè)計(jì),往往一上來(lái)就直奔主題,這種方式過于生硬,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)后續(xù)的教學(xué)效果也產(chǎn)生了消極的影響,有些教師會(huì)采用小故事或者問題的方式進(jìn)行課堂導(dǎo)入,但一方面這種方式比較耗費(fèi)時(shí)間,另一方面起到的效果也比較有限。對(duì)此,教師可以利用微課的方式進(jìn)行課堂導(dǎo)入的設(shè)計(jì),利用其視聽兼顧的特點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的好奇心,快速營(yíng)造起積極活潑的教學(xué)氛圍。

1.4.2轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗耐鹽性測(cè)定擬南芥的培養(yǎng)過程及生理指標(biāo)測(cè)定試驗(yàn)方法同1.3.2,鹽脅迫采用200 mmol·L-1NaCl溶液澆灌15 d的方法。

傳統(tǒng)實(shí)體商業(yè)應(yīng)將體驗(yàn)與購(gòu)物相結(jié)合,融合網(wǎng)絡(luò)信息,為消費(fèi)者提供全能、實(shí)時(shí)體驗(yàn)的實(shí)體消費(fèi)服務(wù)。比如現(xiàn)在實(shí)體店為顧客提供的試衣服電子搭配屏,讓顧客能夠隨時(shí)搭配適合自己的衣服,能為顧客節(jié)省試衣服的時(shí)間成本,也能夠讓顧客更直觀的感受自己適合什么類型、顏色的服裝。還有的直接在商場(chǎng)中加入更多游戲娛樂場(chǎng)所,讓消費(fèi)者在消費(fèi)的同時(shí)能體驗(yàn)到更多的快樂。

1.5 數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析

2.2.1干旱脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥種子萌發(fā)率的影響在沒有添加甘露醇的1/2MS培養(yǎng)基中,WT和轉(zhuǎn)基因種子的萌發(fā)率均為100%(圖2)。隨著甘露醇濃度逐漸升高,WT種子萌發(fā)率逐步顯著下降,轉(zhuǎn)基因型萌發(fā)率在100和150 mmol·L-1時(shí)略有下降,隨后在200 mmol·L-1時(shí)明顯降低,WT種子萌發(fā)率降至29.4%,轉(zhuǎn)基因擬南芥株系ClCBF1-3、ClCBF1-4、ClCBF1-5分別為65%、61%和62%,WT降低幅度大于轉(zhuǎn)基因型;通過觀察可知,在較高濃度甘露醇中,WT葉片較為細(xì)小,顏色失綠發(fā)黃,轉(zhuǎn)基因型生長(zhǎng)良好。由此可見,轉(zhuǎn)基因擬南芥種子在萌發(fā)階段對(duì)干旱的抗性強(qiáng)于WT。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘菊ClCBF1基因?qū)M南芥的遺傳轉(zhuǎn)化

通過花序浸染法轉(zhuǎn)化擬南芥,轉(zhuǎn)基因擬南芥經(jīng)過卡那霉素抗性篩選共得到5個(gè)株系(圖1)。經(jīng)過PCR檢測(cè),WT和轉(zhuǎn)基因株系ClCBF1-2中沒有檢測(cè)出目的基因條帶,其余轉(zhuǎn)基因植株與質(zhì)粒PCR出的特異條帶一致,進(jìn)一步證明目的基因已經(jīng)在RNA水平表達(dá)。選取表達(dá)量較高的3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系ClCBF1-3、ClCBF1-4、ClCBF1-5進(jìn)行干旱及鹽脅迫耐性分析。

圖1 轉(zhuǎn)ClCBF1基因擬南芥T1代植株的RT-PCR鑒定Fig. 1 RT-PCR of ClCBF1 fragments in T1transgenic Arabidopsis thaliana

a:Col-0型擬南芥為陰性對(duì)照;b:含有目的基因的質(zhì)粒為陽(yáng)性對(duì)照;1-5:T1代的5個(gè)株系。

a:Negative control of untransgenic line;b:Positive control of plasmid;1-5:Five transgenic lines of T1.

2.2 轉(zhuǎn)基因擬南芥抗旱性分析

使用SPSS 19.0和Excel 2007進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析,用Duncan法進(jìn)行差異顯著性分析。

2.2.2干旱脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥根長(zhǎng)的影響甘露醇濃度較低時(shí),WT和轉(zhuǎn)基因植株的根長(zhǎng)均沒有受到明顯影響(圖3),100 mmol·L-1時(shí)各株系根長(zhǎng)有不同程度的降低,WT根長(zhǎng)下降幅度最大且根長(zhǎng)最短(P<0.05),隨著甘露醇濃度的升高,根長(zhǎng)的增長(zhǎng)被抑制,植株葉片顏色加深,甘露醇濃度在150、200 mmol·L-1時(shí),轉(zhuǎn)基因植株的根長(zhǎng)大于WT(P<0.05),且須根顯著多于WT。以上說明,轉(zhuǎn)入的CBF1基因提高了擬南芥對(duì)干旱脅迫的抵抗力。

“但是這些錢太過精致了吧,古錢哪有純手工打磨,精雕細(xì)刻的道理?”孟導(dǎo)拿起一枚陸教授的古錢,用老賈的話來(lái)問陸教授。

CBF1-BamHI:TAGGATCCATGGACATGAACAA;

2.3 轉(zhuǎn)基因擬南芥抗鹽性分析

2.3.1鹽脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥種子萌發(fā)率的影響當(dāng)NaCl濃度為0和50 mmol·L-1時(shí),各株系種子萌發(fā)率均為100%(圖6)。隨著NaCl濃度逐漸升高,WT和轉(zhuǎn)基因型種子萌發(fā)率先略微降低,然后大幅下降,當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí),WT降至18%,轉(zhuǎn)基因分別降至16%、19%和21%。在較高濃度NaCl脅迫下,擬南芥葉片短小、發(fā)黃略白,WT植株更為明顯。由此可見,CBF1基因提高了擬南芥種子萌發(fā)期受到鹽脅迫時(shí)的耐受性。

德城區(qū)建成區(qū)分階段擴(kuò)展特征見表3.由表3可見,擴(kuò)張速度最快的是在2005—2010年的6年期間,城市建成區(qū)加速擴(kuò)張,增加了29.24 km2,年均增長(zhǎng)4.87 km2,擴(kuò)展速度遠(yuǎn)高于20年平均增長(zhǎng)水平.從擴(kuò)展強(qiáng)度來(lái)看,強(qiáng)度最大的是在2005—2010年間.在2011—2017年這一階段,擴(kuò)展強(qiáng)度雖有所降低,但總體趨勢(shì)是在持續(xù)擴(kuò)張.?dāng)?shù)據(jù)結(jié)果總體表明,建成區(qū)面積持續(xù)擴(kuò)展,德州市城市發(fā)展水平不斷提高.

CBF1-SalI:GCGTCGACGTAACTCCATAACG.

圖2 野生型植株(WT)與轉(zhuǎn)基因擬南芥株系(CBF1-3、CBF1-4、CBF1-5)種子萌發(fā)時(shí)期耐旱性及萌發(fā)率情況Fig. 2 Drought tolerance and germination rate of transgenic Arabidopsis thaliana during (CBF1-3, CBF1-4, CBF1-5)germination

不同字母表示相同甘露醇濃度不同基因型植株間差異顯著(P<0.05),下同。

Different lowercase letters indicate significant differences between different genotype plants in the same mannitol concentration at the 0.05 level; similarly for the following figures.

圖3 干旱脅迫對(duì)野生型植株(WT)和轉(zhuǎn)基因擬南芥株系(CBF1-3、CBF1-4、CBF1-5)根長(zhǎng)的影響Fig. 3 The roots length of transgenic Arabidopsis thaliana treated (CBF1-3, CBF1-4, CBF1-5) with mannitol

圖4 干旱處理下轉(zhuǎn)基因擬南芥表型情況Fig. 4 Phenotype of transgenic Arabidopsis thaliana under drought conditions

2.3.3鹽脅迫對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥表型及生理指標(biāo)的影響NaCl溶液澆灌處理后,WT大部分葉片發(fā)黃失綠、甚至干枯死亡;而轉(zhuǎn)CBF1基因擬南芥少部分葉尖黃化,大部分生長(zhǎng)正常(圖8)。未脅迫時(shí)WT和轉(zhuǎn)基因擬南芥MDA含量、相對(duì)電導(dǎo)率和酶活性均差異不顯著(P>0.05),在鹽脅迫下,轉(zhuǎn)CBF1基因擬南芥各株系酶活性均顯著高于WT(P<0.05),WT的MDA含量和電導(dǎo)率顯著高于轉(zhuǎn)基因擬南芥(圖9),說明WT由于受到了鹽脅迫而積累了大量MDA。綜上,CBF1基因提高了擬南芥對(duì)于鹽脅迫的耐受能力。

4 討論

植株在生命過程中會(huì)經(jīng)歷各種逆境脅迫,這些逆境條件會(huì)對(duì)植物的生理生化和生長(zhǎng)發(fā)育造成傷害。CBF轉(zhuǎn)錄因子與植物的抗逆性密切相關(guān),在植物處于逆境條件時(shí)可對(duì)逆境脅迫相關(guān)基因的表達(dá)起調(diào)控作用,從而增強(qiáng)植物的抗逆性[15]。研究表明,從棉花中分離得到的GhCBF2基因在擬南芥中過量表達(dá),提高了轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)鹽和干旱脅迫的抗性[11];二穗短柄草(Brachypodiumdistachyon)CBF2基因提高了擬南芥對(duì)干旱的抗性[16];過表達(dá)IbCBF3可增加轉(zhuǎn)基因甘薯(Ipomoeabatatas)對(duì)低溫和干旱脅迫耐受性[17];轉(zhuǎn)CBF1基因番茄(Lycopersiconesculentum)體內(nèi)脯氨酸含量上升,植株對(duì)低溫和干旱的耐受性都明顯提高[18]。本研究在前期工作的基礎(chǔ)上,從甘菊中分離得到在逆境脅迫中能夠有效調(diào)控植物應(yīng)答的ClCBF1基因轉(zhuǎn)入擬南芥,結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)鹽和干旱耐受性增強(qiáng)。

圖5 干旱處理下野生型株系(WT)與轉(zhuǎn)基因擬南芥(CBF1-3、CBF1-4、CBF1-5)的POD、SOD、MDA、電導(dǎo)率相對(duì)含量Fig. 5 Contents of transgenic Arabidopsis thaliana under (CBF1-3, CBF1-4, CBF1-5) drought conditions

圖6 野生型株系(WT)與轉(zhuǎn)基因擬南芥(CBF1-3、CBF1-4、CBF1-5)種子萌發(fā)時(shí)期耐鹽性及萌發(fā)率情況Fig. 6 Salt tolerance and germination rate of transgenic Arabidopsis thaliana (CBF1-3, CBF1-4, CBF1-5) during germination

圖7 不同濃度NaCl處理下野生型株系(WT)與轉(zhuǎn)基因擬南芥(CBF1-3、CBF1-4、CBF1-5)根長(zhǎng)情況Fig. 7 Rootlengths of transgenic Arabidopsis thaliana (CBF1-3, CBF1-4, CBF1-5) treated with NaCl

圖8 鹽處理轉(zhuǎn)基因擬南芥表型情況Fig. 8 Phenotype of transgenic Arabidopsis thaliana treated with NaCl

在受到干旱脅迫時(shí),植株會(huì)通過多種內(nèi)源激素的響應(yīng)[19]、抗氧化酶系統(tǒng)調(diào)節(jié)活性氧平衡、滲透物質(zhì)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓[20]等多種方式對(duì)逆境脅迫進(jìn)行生理響應(yīng)。在前人研究中將CBF1基因轉(zhuǎn)入棉花,對(duì)其進(jìn)行耐旱性研究,在不同程度的干旱脅迫下,轉(zhuǎn)基因棉花的生長(zhǎng)情況明顯強(qiáng)于野生型,表明轉(zhuǎn)入的CBF1基因有效增強(qiáng)了棉花對(duì)于干旱脅迫的耐受性[21]。本研究中,干旱處理下WT的MDA含量顯著升高,轉(zhuǎn)基因植株的升高幅度較為平緩,轉(zhuǎn)基因3個(gè)株系細(xì)胞膜破壞程度相對(duì)較弱,使得MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率均低于WT植株。植物體內(nèi)的酶系統(tǒng)能夠催化活性氧的分解,清除過多自由基,維持平衡的穩(wěn)定,轉(zhuǎn)基因擬南芥SOD和POD活性在脅迫后均明顯高于WT,表明在干旱脅迫過程中轉(zhuǎn)基因株系抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)活性大幅度升高,清除了轉(zhuǎn)基因擬南芥植株內(nèi)部大量的自由基[22],有效對(duì)抗水分缺失對(duì)植株的傷害。這與在馬鈴薯(Solanumtuberosum)[23]、黑麥草(Loliumperenne)[24]等植物中進(jìn)行的研究結(jié)果相似。由此說明,過量表達(dá)ClCBF1基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)抗干旱的過程中起到積極作用。

目前,東營(yíng)市農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)與生產(chǎn)基地及其農(nóng)戶之間大多是以農(nóng)產(chǎn)品買賣關(guān)系為基礎(chǔ)的低層次的產(chǎn)銷合作,相互間利益聯(lián)結(jié)機(jī)制較為松散,各產(chǎn)業(yè)間協(xié)調(diào)不暢,沒有真正形成“風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享”的經(jīng)濟(jì)共同體,農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)與農(nóng)戶之間也基本如此,一、二、三產(chǎn)業(yè)的融合深受制約。

圖9 不同濃度NaCl處理下野生型株系(WT)與轉(zhuǎn)基因擬南芥(CBF1-3、CBF1-4、CBF1-5)POD、SOD、MDA、電導(dǎo)率相對(duì)含量Fig. 9 Contents of transgenic Arabidopsis thaliana (CBF1-3, CBF1-4, CBF1-5) treated with NaCl

高鹽脅迫導(dǎo)致植物細(xì)胞中的鹽分逐漸累積,產(chǎn)生滲透脅迫導(dǎo)致植物細(xì)胞失水,產(chǎn)生生理干旱[25-26],嚴(yán)重?fù)p害植株抗氧化酶系統(tǒng)和代謝進(jìn)程,抑制植株的正常生長(zhǎng)及發(fā)育。在本研究中,隨著鹽濃度的增加,擬南芥種子萌發(fā)率和根長(zhǎng)整體下降,轉(zhuǎn)基因型種子的萌發(fā)率和根長(zhǎng)明顯高于WT,這與前人對(duì)水稻(Oryzasativa)[27]的研究結(jié)果相似。植株細(xì)胞鹽分的積累使之產(chǎn)生過量的活性氧,發(fā)生過度的膜質(zhì)過氧化反應(yīng),生成有害物質(zhì)MDA,植株為了應(yīng)對(duì)活性氧含量的上升,自身的過氧化保護(hù)酶系統(tǒng)會(huì)隨之發(fā)生變化。在轉(zhuǎn)AtCBF3基因蘋果(Maluspumila)組培苗的研究中,轉(zhuǎn)基因植株的相對(duì)電導(dǎo)率顯著低于WT[28]。在本研究中鹽處理后轉(zhuǎn)基因擬南芥體內(nèi)酶活性強(qiáng)于WT,抗氧化酶清除了體內(nèi)大量的自由基,細(xì)胞膜破壞性較小,使得MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率均低于WT,這說明轉(zhuǎn)入ClCBF1基因的擬南芥對(duì)鹽脅迫耐受性有顯著提高。

綜上所述,本研究通過將甘菊ClCBF1基因轉(zhuǎn)入擬南芥,發(fā)現(xiàn)ClCBF1基因提高了轉(zhuǎn)基因株系對(duì)于干旱和鹽脅迫的抗性,表明其在植物響應(yīng)鹽和干旱脅迫過程中發(fā)揮一定作用,這對(duì)后期將該基因轉(zhuǎn)入其他植物進(jìn)行進(jìn)一步研究,培育綜合抗逆性強(qiáng)的新品系奠定基礎(chǔ)。

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