转盐角草甜菜碱合成相关基因提高欧美杨107和烟草的耐盐性

1、转盐角草甜菜碱合成相关基因提高欧美杨107和烟草的耐盐性    英文题名 The Transformation of Genes Related to Glycine Betaine Biosynthesis from Salicornia Europaea Improves Salt-tolerance of Populus×Eurnmericana and Tobacco  关键词 甜菜碱; 耐盐; 转基因; 欧美杨107; 盐角草; 英文关键词 Glycine Betaine; Salt-Tolerance; Transgene

2、; Populus×eurnmericana; Salicornia Europaea L.; 中文摘要 盐胁迫是影响植物生长分布、产量和质量的主要因素之一。在盐胁迫等逆境下,有些植物体内能积累甜菜碱,甜菜碱不但参与细胞渗透调节,同时还具有保护细胞内酶蛋白结构和功能的作用。甜菜碱合成涉及多个酶的作用,磷酸乙醇胺N-甲基转移酶(PEAMT)是合成胆碱的关键酶,胆碱单加氧酶(CMO)则催化胆碱氧化为甜菜碱醛,最后由甜菜碱醛脱氢酶(BADH)作用氧化为甜菜碱,其中PEAMT和CMO对甜菜碱积累起着关键作用。盐角草(Salicornia europaea)是一种双子叶盐生植物,可在含盐3.5

3、%以上的湿地正常生长,其体内主要的渗透调节物质是Na+和甘氨酸甜菜碱,把来自于盐角草的甜菜碱合成相关基因转入植物中将可能增强植物的耐盐性。本文通过农杆菌介导法,将盐角草的甜菜碱合成相关基因转入欧美杨107(populus×eurnmericana cv.“74/76”)和烟草(Nictiana tabacum L.cv.89)中。 以欧美杨107叶片为外植体,用农杆菌介导法转化盐角草胆碱单加氧酶基因(SeCMO),经过卡那霉素筛选获得抗性植株,PCR和Southern杂交检测表明SeCMO基因已整合到杨树基因组。组织培养条件. 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 文献综述 12-24     1.1 土地盐碱化的现状及治理措施 12     1.2 盐胁迫对植物造成的伤害 12

6、-14     1.3 植物的耐盐机理 14-16     1.4 甜菜碱的生理作用及相关合成酶 16-21         1.4.1 甜菜碱的生理作用 16-17         1.4.2 甜菜碱的生物合成及相关合成酶 17-20         1.4.3 盐角草及其 SePEAMT和SeCMO基因 20-21 

7、0;   1.5 转基因杨树的研究进展 21-23     1.6 研究目的与意义 23-24 2 盐角草胆碱单加氧酶基因(SeCMO)转化欧美杨107 24-49     2.1 实验材料与试剂 24-25         2.1.1 实验材料 24         2.1.2 实验试剂 24-25       &#

8、160; 2.1.3 实验主要设备 25     2.2 工程菌的获得 25-28         2.2.1 质粒提取 25-26         2.2.2 电击法将质粒pBI121-SeCMO导入农杆菌 26-27         2.2.3 工程菌的鉴定 27-28     2.3 欧美杨107的转化及抗生素筛选 28-

9、29         2.3.1 叶片预培养 28         2.3.2 农杆菌的培养 28         2.3.3 侵染 28         2.3.4 抗性株系的获得 28-29     2.4 欧美杨107抗性株系的分子检测 29-34    

10、;     2.4.1 PCR检测 29-30         2.4.2 Sourthern杂交检测 30-34     2.5 转基因欧美杨107的耐盐筛选 34         2.5.1 不同浓度 NaCl处理对野生型欧美杨107生长的影响 34         2.5.2 转基因欧美杨107的耐盐筛选实验 3

11、4     2.6 转基因欧美杨107的生理检测 34-37         2.6.1 甜菜碱含量测定 34-35         2.6.2 叶绿素含量测定 35         2.6.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定 35-36         2.6.4 过氧化物酶(POD

12、)活性的测定 36-37     2.7 结果与分析 37-47         2.7.1 工程菌的获得 37         2.7.2 欧美杨107抗性株系的获得 37-39         2.7.3 欧美杨107的PCR检测 39-40         2.7.4 欧美杨107的

13、Southern杂交检测 40         2.7.5 转基因欧美杨107的耐盐筛选 40-43         2.7.6 转基因欧美杨107的甜菜碱含量 43-45         2.7.7 转基因欧美杨107的叶绿素含量 45         2.7.8 转基因欧美杨107的SOD活性 45-46 

14、0;       2.7.9 转基因欧美杨107的POD活性 46-47     2.8 讨论 47     2.9 小结 47-49 3 SePEAMT和 SeCMO基因共转化烟草 49-57     3.1 实验材料与试剂 49     3.2 实验方法 49-51         3.2.1 工程菌的获得 49-50   

15、      3.2.2 SePEAMT和 SeCMO基因共转化烟草及抗性植株的获得 50-51         3.2.3 烟草抗性植株的PCR检测和耐盐筛选 51         3.2.4 转基因烟草的生理检测 51     3.3 结果与分析 51-55         3.3.1 工程菌的鉴定 51-

16、52         3.3.2 转基因烟草的获得和耐盐性筛选 52-54         3.3.3 转基因烟草的生理测定 54-55     3.4 讨论 55-56     3.5 小结 56-57 结论 57-58 展望 58-59 参考文献 59-67 附录A 培养基配方 67-69 附录B DNA Marker 69-70      &

17、#160;  2.4.1 PCR检测 29-30         2.4.2 Sourthern杂交检测 30-34     2.5 转基因欧美杨107的耐盐筛选 34         2.5.1 不同浓度 NaCl处理对野生型欧美杨107生长的影响 34         2.5.2 转基因欧美杨107的耐盐筛选实验 34   

18、  2.6 转基因欧美杨107的生理检测 34-37         2.6.1 甜菜碱含量测定 34-35         2.6.2 叶绿素含量测定 35         2.6.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定 35-36         2.6.4 过氧化物酶(POD)活性的测定 36-37 &

19、#160;   2.7 结果与分析 37-47         2.7.1 工程菌的获得 37         2.7.2 欧美杨107抗性株系的获得 37-39         2.7.3 欧美杨107的PCR检测 39-40         2.7.4 欧美杨107的Southern杂交检测 4

20、0         2.7.5 转基因欧美杨107的耐盐筛选 40-43         2.7.6 转基因欧美杨107的甜菜碱含量 43-45         2.7.7 转基因欧美杨107的叶绿素含量 45         2.7.8 转基因欧美杨107的SOD活性 45-46    

21、     2.7.9 转基因欧美杨107的POD活性 46-47     2.8 讨论 47     2.9 小结 47-49 3 SePEAMT和 SeCMO基因共转化烟草 49-57     3.1 实验材料与试剂 49     3.2 实验方法 49-51         3.2.1 工程菌的获得 49-50     &#

22、160;   3.2.2 SePEAMT和 SeCMO基因共转化烟草及抗性植株的获得 50-51         3.2.3 烟草抗性植株的PCR检测和耐盐筛选 51         3.2.4 转基因烟草的生理检测 51     3.3 结果与分析 51-55         3.3.1 工程菌的鉴定 51-52   

23、;      3.3.2 转基因烟草的获得和耐盐性筛选 52-54         3.3.3 转基因烟草的生理测定 54-55     3.4 讨论 55-56     3.5 小结 56-57 结论 57-58 展望 58-59 参考文献 59-67 附录A 培养基配方 67-69 附录B DNA Marker 69-70         2.

24、4.1 PCR检测 29-30         2.4.2 Sourthern杂交检测 30-34     2.5 转基因欧美杨107的耐盐筛选 34         2.5.1 不同浓度 NaCl处理对野生型欧美杨107生长的影响 34         2.5.2 转基因欧美杨107的耐盐筛选实验 34     2.6 转基因

25、欧美杨107的生理检测 34-37         2.6.1 甜菜碱含量测定 34-35         2.6.2 叶绿素含量测定 35         2.6.3 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定 35-36         2.6.4 过氧化物酶(POD)活性的测定 36-37   

26、60; 2.7 结果与分析 37-47         2.7.1 工程菌的获得 37         2.7.2 欧美杨107抗性株系的获得 37-39         2.7.3 欧美杨107的PCR检测 39-40         2.7.4 欧美杨107的Southern杂交检测 40         2.7.5 转基因欧美杨107的耐盐筛选 40-43         2.7.6 转基因欧美杨107的甜菜碱含量 43-45         2.7.7 转基因欧美杨107的叶绿素含量 45         2.7.8