轉(zhuǎn)鹽角草甜菜堿合成相關(guān)基因提高歐美楊107和煙草的耐鹽性

1、轉(zhuǎn)鹽角草甜菜堿合成相關(guān)基因提高歐美楊107和煙草的耐鹽性    英文題名 The Transformation of Genes Related to Glycine Betaine Biosynthesis from Salicornia Europaea Improves Salt-tolerance of Populus×Eurnmericana and Tobacco  關(guān)鍵詞 甜菜堿; 耐鹽; 轉(zhuǎn)基因; 歐美楊107; 鹽角草; 英文關(guān)鍵詞 Glycine Betaine; Salt-Tolerance; Transgene

2、; Populus×eurnmericana; Salicornia Europaea L.; 中文摘要 鹽脅迫是影響植物生長分布、產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素之一。在鹽脅迫等逆境下,有些植物體內(nèi)能積累甜菜堿,甜菜堿不但參與細胞滲透調(diào)節(jié),同時還具有保護細胞內(nèi)酶蛋白結(jié)構(gòu)和功能的作用。甜菜堿合成涉及多個酶的作用,磷酸乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(PEAMT)是合成膽堿的關(guān)鍵酶,膽堿單加氧酶(CMO)則催化膽堿氧化為甜菜堿醛,最后由甜菜堿醛脫氫酶(BADH)作用氧化為甜菜堿,其中PEAMT和CMO對甜菜堿積累起著關(guān)鍵作用。鹽角草(Salicornia europaea)是一種雙子葉鹽生植物,可在含鹽3.5

3、%以上的濕地正常生長,其體內(nèi)主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)是Na+和甘氨酸甜菜堿,把來自于鹽角草的甜菜堿合成相關(guān)基因轉(zhuǎn)入植物中將可能增強植物的耐鹽性。本文通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法,將鹽角草的甜菜堿合成相關(guān)基因轉(zhuǎn)入歐美楊107(populus×eurnmericana cv.“74/76”)和煙草(Nictiana tabacum L.cv.89)中。 以歐美楊107葉片為外植體,用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化鹽角草膽堿單加氧酶基因(SeCMO),經(jīng)過卡那霉素篩選獲得抗性植株,PCR和Southern雜交檢測表明SeCMO基因已整合到楊樹基因組。組織培養(yǎng)條件. 英文摘要 Salt stress is one of t

4、he major factors that limit geographical distribution and adversely affect productivity and quality of plants. Some plants accumulate glycine betaine in response to salinity stress. Glycine betaine plays an important role in improving osmotic adjustment, and gets invoved in the protection of macroco

5、mponents of plant cells, such as function and structure of protein. Several enzymes are involved in the glycine betaine synthesis, as phosphoethanolamine N-methyltransferase (PEAMT 摘要 4-5 Abstract 5-6 引言 10-12 1 文獻綜述 12-24     1.1 土地鹽堿化的現(xiàn)狀及治理措施 12     1.2 鹽脅迫對植物造成的傷害 12

6、-14     1.3 植物的耐鹽機理 14-16     1.4 甜菜堿的生理作用及相關(guān)合成酶 16-21         1.4.1 甜菜堿的生理作用 16-17         1.4.2 甜菜堿的生物合成及相關(guān)合成酶 17-20         1.4.3 鹽角草及其 SePEAMT和SeCMO基因 20-21 

7、0;   1.5 轉(zhuǎn)基因楊樹的研究進展 21-23     1.6 研究目的與意義 23-24 2 鹽角草膽堿單加氧酶基因(SeCMO)轉(zhuǎn)化歐美楊107 24-49     2.1 實驗材料與試劑 24-25         2.1.1 實驗材料 24         2.1.2 實驗試劑 24-25       &#

8、160; 2.1.3 實驗主要設(shè)備 25     2.2 工程菌的獲得 25-28         2.2.1 質(zhì)粒提取 25-26         2.2.2 電擊法將質(zhì)粒pBI121-SeCMO導(dǎo)入農(nóng)桿菌 26-27         2.2.3 工程菌的鑒定 27-28     2.3 歐美楊107的轉(zhuǎn)化及抗生素篩選 28-

9、29         2.3.1 葉片預(yù)培養(yǎng) 28         2.3.2 農(nóng)桿菌的培養(yǎng) 28         2.3.3 侵染 28         2.3.4 抗性株系的獲得 28-29     2.4 歐美楊107抗性株系的分子檢測 29-34    

10、;     2.4.1 PCR檢測 29-30         2.4.2 Sourthern雜交檢測 30-34     2.5 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選 34         2.5.1 不同濃度 NaCl處理對野生型歐美楊107生長的影響 34         2.5.2 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選實驗 3

11、4     2.6 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的生理檢測 34-37         2.6.1 甜菜堿含量測定 34-35         2.6.2 葉綠素含量測定 35         2.6.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定 35-36         2.6.4 過氧化物酶(POD

12、)活性的測定 36-37     2.7 結(jié)果與分析 37-47         2.7.1 工程菌的獲得 37         2.7.2 歐美楊107抗性株系的獲得 37-39         2.7.3 歐美楊107的PCR檢測 39-40         2.7.4 歐美楊107的

13、Southern雜交檢測 40         2.7.5 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選 40-43         2.7.6 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的甜菜堿含量 43-45         2.7.7 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的葉綠素含量 45         2.7.8 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的SOD活性 45-46 

14、0;       2.7.9 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的POD活性 46-47     2.8 討論 47     2.9 小結(jié) 47-49 3 SePEAMT和 SeCMO基因共轉(zhuǎn)化煙草 49-57     3.1 實驗材料與試劑 49     3.2 實驗方法 49-51         3.2.1 工程菌的獲得 49-50   

15、      3.2.2 SePEAMT和 SeCMO基因共轉(zhuǎn)化煙草及抗性植株的獲得 50-51         3.2.3 煙草抗性植株的PCR檢測和耐鹽篩選 51         3.2.4 轉(zhuǎn)基因煙草的生理檢測 51     3.3 結(jié)果與分析 51-55         3.3.1 工程菌的鑒定 51-

16、52         3.3.2 轉(zhuǎn)基因煙草的獲得和耐鹽性篩選 52-54         3.3.3 轉(zhuǎn)基因煙草的生理測定 54-55     3.4 討論 55-56     3.5 小結(jié) 56-57 結(jié)論 57-58 展望 58-59 參考文獻 59-67 附錄A 培養(yǎng)基配方 67-69 附錄B DNA Marker 69-70      &

17、#160;  2.4.1 PCR檢測 29-30         2.4.2 Sourthern雜交檢測 30-34     2.5 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選 34         2.5.1 不同濃度 NaCl處理對野生型歐美楊107生長的影響 34         2.5.2 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選實驗 34   

18、  2.6 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的生理檢測 34-37         2.6.1 甜菜堿含量測定 34-35         2.6.2 葉綠素含量測定 35         2.6.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定 35-36         2.6.4 過氧化物酶(POD)活性的測定 36-37 &

19、#160;   2.7 結(jié)果與分析 37-47         2.7.1 工程菌的獲得 37         2.7.2 歐美楊107抗性株系的獲得 37-39         2.7.3 歐美楊107的PCR檢測 39-40         2.7.4 歐美楊107的Southern雜交檢測 4

20、0         2.7.5 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選 40-43         2.7.6 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的甜菜堿含量 43-45         2.7.7 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的葉綠素含量 45         2.7.8 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的SOD活性 45-46    

21、     2.7.9 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的POD活性 46-47     2.8 討論 47     2.9 小結(jié) 47-49 3 SePEAMT和 SeCMO基因共轉(zhuǎn)化煙草 49-57     3.1 實驗材料與試劑 49     3.2 實驗方法 49-51         3.2.1 工程菌的獲得 49-50     &#

22、160;   3.2.2 SePEAMT和 SeCMO基因共轉(zhuǎn)化煙草及抗性植株的獲得 50-51         3.2.3 煙草抗性植株的PCR檢測和耐鹽篩選 51         3.2.4 轉(zhuǎn)基因煙草的生理檢測 51     3.3 結(jié)果與分析 51-55         3.3.1 工程菌的鑒定 51-52   

23、;      3.3.2 轉(zhuǎn)基因煙草的獲得和耐鹽性篩選 52-54         3.3.3 轉(zhuǎn)基因煙草的生理測定 54-55     3.4 討論 55-56     3.5 小結(jié) 56-57 結(jié)論 57-58 展望 58-59 參考文獻 59-67 附錄A 培養(yǎng)基配方 67-69 附錄B DNA Marker 69-70         2.

24、4.1 PCR檢測 29-30         2.4.2 Sourthern雜交檢測 30-34     2.5 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選 34         2.5.1 不同濃度 NaCl處理對野生型歐美楊107生長的影響 34         2.5.2 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選實驗 34     2.6 轉(zhuǎn)基因

25、歐美楊107的生理檢測 34-37         2.6.1 甜菜堿含量測定 34-35         2.6.2 葉綠素含量測定 35         2.6.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定 35-36         2.6.4 過氧化物酶(POD)活性的測定 36-37   

26、60; 2.7 結(jié)果與分析 37-47         2.7.1 工程菌的獲得 37         2.7.2 歐美楊107抗性株系的獲得 37-39         2.7.3 歐美楊107的PCR檢測 39-40         2.7.4 歐美楊107的Southern雜交檢測 40         2.7.5 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的耐鹽篩選 40-43         2.7.6 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的甜菜堿含量 43-45         2.7.7 轉(zhuǎn)基因歐美楊107的葉綠素含量 45         2.7.8