轉(zhuǎn)GmNAC4基因棉花的耐鹽性研究.pdf

1、作為發(fā)展中國(guó)家，農(nóng)業(yè)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)支柱之一。棉花產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，并且隨著我國(guó)紡織品出口量的快速增長(zhǎng)，棉花產(chǎn)需缺口逐步擴(kuò)大。但是由于耕地資源限制，棉糧爭(zhēng)地的矛盾日益嚴(yán)重?；诿藁óa(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，因此在保護(hù)生態(tài)的基礎(chǔ)之上，發(fā)展鹽堿旱地棉花產(chǎn)業(yè)，有效地解決鹽堿地開發(fā)利用及棉糧爭(zhēng)地問題。
　　轉(zhuǎn)錄因子能激活多個(gè)抗逆基因的表達(dá)，提高植物的抗逆性，因此成為功能基因組研究的一個(gè)重要方面。研究表明，NAC轉(zhuǎn)錄因子作為植物

2、特有的轉(zhuǎn)錄因子，通過響應(yīng)脅迫應(yīng)答、激素調(diào)控等來提高植物的抗逆性。本工作采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的芽尖轉(zhuǎn)化技術(shù)，獲得了轉(zhuǎn)GmNAC4基因棉花，以野生型株系魯棉21號(hào)為對(duì)照，對(duì)轉(zhuǎn)GmNAC4基因棉花的耐鹽性及耐鹽的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行初步探討。
　　以魯棉21為野生型對(duì)照組，轉(zhuǎn)GmNAC4基因株系G15、G21及G31為實(shí)驗(yàn)組，四葉期幼苗在250mM NaCl溶液連續(xù)處理21天后，轉(zhuǎn)GmNA C4植株的K+/Na+較野生型植株明顯升高，細(xì)胞內(nèi)保持較高的

3、鉀鈉比;轉(zhuǎn)GmNAC4植株的葉綠素含量最高達(dá)到2.28mg g-1 FW，野生型株系僅為2.04mg g-1 FW;轉(zhuǎn)GmNA C4植株的凈光合速率最高達(dá)到20.65μmolCO2 m-2s-1,野生型對(duì)照株系僅為15.88μmolCO2m-2s-1;轉(zhuǎn)GmNAC4植株的SOD酶活性及滲透保護(hù)物質(zhì)較野生型株系含量顯著提高。轉(zhuǎn)GmNAC4植株的滲透勢(shì)低于野生型植株，細(xì)胞膜的完整性較高。這些生理指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果表明轉(zhuǎn)GmNAC4基因植株耐鹽性

4、明顯高于野生型植株。
　　鹽脅迫下的種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)中，鹽脅迫前轉(zhuǎn)GmNAC4株系棉花與野生型棉花的出苗率差異并不顯著;在50mM鹽濃度處理后，轉(zhuǎn)GmNAC4株系棉花與野生型棉花株系的萌發(fā)及生長(zhǎng)狀況開始出現(xiàn)顯著性差異;100mM至250mM鹽濃度的處理過程中，轉(zhuǎn)GmNAC4株系與野生型株系的出苗率都受到一定程度的鹽脅迫影響。但是，250mM鹽濃度的處理中轉(zhuǎn)GmNAC4株系的出苗率最高達(dá)到32.5％，而野生型株系僅為7.5％，表明轉(zhuǎn)Gm

5、NAC4株系的出苗率高于野生型株系。
　　棉花葉盤耐鹽性分析實(shí)驗(yàn)中，400mM NaCl溶液處理后，轉(zhuǎn)GmNAC4植株葉盤葉綠素含量比野生型植株高25％左右;600mM NaCl溶液處理后，轉(zhuǎn)GmNAC4植株葉盤葉綠素含量比野生型植株高30％左右。
　　PCR及Southern blot檢測(cè)到GmNAC4基因整合到棉花基因組中。RT-PCR檢測(cè)中，野生型對(duì)照株系沒有檢測(cè)到GmNA C4基因的表達(dá)。鹽處理后轉(zhuǎn)GmNAC4株系N

6、AC4的表達(dá)量比鹽處理前增加68.65％-91.45％;轉(zhuǎn)GmNAC4株系中GhSOD的表達(dá)量較野生型對(duì)照提高6.54％-13.89％;轉(zhuǎn)GmNA C4株系GhProDH表達(dá)量較野生型株系最高提高22.43％-33.72％;轉(zhuǎn)GmNAC4株系GhAKT1表達(dá)量較野生型植株最高提高25.47％;轉(zhuǎn)GmNAC4株系GhSOS2基因表達(dá)量較野生型株系提高18.63％-37.25％;轉(zhuǎn)GmNAC4株系GhDGK基因表達(dá)量較野生型株系最高提高37