外源木聚糖酶基因atx在水稻中的表達及其轉基因后代特性研究.pdf

1、木聚糖酶(EC3.2.1.8)可以催化水解木聚糖，對植物細胞壁的降解起著關鍵作用，目前應用廣泛。本研究以水稻成熟胚的愈傷組織作為轉化受體，采用農桿菌介導法，將具有較高的熱穩(wěn)定性和催化活性的雜合木聚糖酶基因atx導入水稻(中花11)中。經過潮霉素抗性檢測、PCR鑒定和Southern雜交分析，證實目的基因已經整合到轉基因水稻基因組中。RT-PCR及熒光定量PCR(FQ-PCR)分析結果顯示，外源木聚糖酶基因能夠在CaMV35S啟動子的引導

2、下在轉基因水稻中正常轉錄，且不同轉基因水稻株系中木聚糖酶基因atx的表達水平不同。轉基因水稻能夠正常生長和繁殖，本研究進一步以轉木聚糖酶基因水稻與中花11野生型植株為試驗材料，通過比較它們的一些生理生化指標的差異，來研究轉木聚糖酶基因水稻的部分特性，進而分析外源木聚糖酶基因的表達對水稻生理生化的影響。在各個生長期，轉基因植株在外部表型上和野生植株沒有形態(tài)學上的差異，且轉基因植株在株高、穗長、分蘗數方面和野生植株也不存在顯著差異，說明外源

3、木聚糖酶基因atx的表達對水稻表型并無太大影響。灌漿期之前的轉基因水稻葉片中的木聚糖酶活性均顯著高于野生型植株，且不同的轉基因株系木聚糖酶活性不同。證實了本研究中的表達酶具有正常的生物學活性。進一步說明該木聚糖酶基因可以在轉基因水稻中正常表達。另外，轉基因植株和野生植株的木聚糖酶酶活都隨著水稻的生長而逐漸降低，其中苗期酶活相對比較高，轉基因植株‘Xl-3’的酶活性達到3.51 U/g鮮葉片。在分蘗初期、抽穗開花期及灌漿結實期，轉基因植株

4、與野生型對照的凈光合速率(PN)沒有顯著差異；在拔節(jié)孕穗期，轉基因植株‘Xl-3’的PN值也與對照無顯著差異，但轉基因植株‘X2-5’的PN值高于對照水平。說明外源木聚糖酶基因atx在水稻中的表達并沒有對水稻的光合作用產生負面影響。在單株穗數、每穗飽滿粒數、結實率方面，轉基因植株與野生植株也沒有顯著差異。雖然在千粒重方面，轉基因植株比野生植株低了些；但在每穗總粒數方面，轉基因植株均顯著高于野生植株。因此，轉基因植株與野生植株的最終平均產

5、量并沒有太大區(qū)別。說明外源木聚糖酶基因atx的表達并沒有對水稻產量產生不利影響。對于細胞壁組分，在根部方面，與野生植株相比，轉基因植株的根部細胞壁多糖，包括果膠、半纖維素1和半纖維素2，均沒有明顯變化。在葉片方面，轉基因植株的細胞壁果膠含量也與野生植株的無顯著差異；但轉基因植株'X2-5’的葉片細胞壁半纖維素1含量比野生植株低了約25.5％，其半纖維素2含量則與野生植株的無顯著差異。這些結果表明，外源木聚糖酶基因atx在水稻中的表達不會