资源描述：
《松树根特异性启动子驱动的转CMOBADH基因水稻的耐盐》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第5卷第1期杭州师范学院学报(自然科学版)Vol.5No.12006年1月JournalofHangzhouTeachersCollege(NaturalScienceEdition)Jan.2006文章编号:1008-9403(2006)01-0046-04松树根特异性启动子驱动的转CMO/BADH基因水稻的耐盐性研究应奇才,王慧中(杭州师范学院生物化学与分子生物学杭州市重点实验室,浙江杭州310036)摘要:运用松树根特异性启动子PmPgPR10驱动把CMO/BADH双价基因转入水稻.对转基因植株根和叶的CMO酶、BADH酶活性及其它生理生化指标进行了测定.结果表明:CMO/B
2、ADH双价基因能在根部特异性表达.文章还对转基因提高植株耐盐性的机理进行了探讨.关键词:松树;启动子;水稻;耐盐性中图分类号:Q785;S330文献标识码:A甜菜碱属于四甲基铵类化合物,在自然界中广泛存在于某些细菌、微型藻类和高等植物中,如藜科、锦葵科、禾本科、茄科、旋花科、菊科等.除了渗透调节作用外,还对三羧酸循环的关键酶类起保护作用,又具有重要的“非渗透调节",起着稳定生物大分子结构和功能的作用,并能解除高浓度盐对酶活性的毒害以及保护呼吸酶等作用.对叶或根施加外源的甜菜碱也能提高几种植物的抗逆性,而实际上许多农业上重要的作物如水稻、马铃薯都属于甜菜碱缺陷型,因此,通过遗传操作使
3、不积累或很少积累甜菜碱的植物能积累[1]达到保护水平甜菜碱,则能提高抗逆性.植物体内胆碱经两步氧化得到甜菜碱,这一过程涉及的第一个酶是胆碱单氧化酶(CMO),第二个酶是甜菜碱醛脱氢酶(BADH).CMOBADH胆碱甜菜碱醛甜菜碱以上途径在原核与真核生物中均存在,底物胆碱在真核生物体内是充足的,其生物合成受到反馈抑制.[2,3]目前,CMO基因和BADH基因已分别被克隆并已证实其表达是受盐诱导的.作者已将高等植物中有关甜菜碱合成的两个关键酶基因:胆碱单氧化物酶基因(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)转入水稻基因组,转基因植株能在0.75%NaCl环境下正常生长结实.与未转基因对
4、照相比,转基因材料在盐碱地试验中表现出农艺性状较好、产量明显增加的优良性状.但是,非盐碱地的试验中未转基因对照的农艺性状和产量要优于转基因材料.一个转基因的组成型超量表达,使细胞积累相容性物质,降低渗透势,在提高耐盐能力的同时,也将消耗植物体内更多的能量和用于蛋白质、核酸等生物大分子合成的组成成分,[4]这必将降低植物的产量.因此,培养抗逆性强,却又能维持相对高产量作物的关键在于控制外源基因适[5]时合理的表达.刘俊君等从裸子植物白松中克隆出能在被子植物中以根特异性方式表达的启动子,作者收稿日期:2005211215基金项目:国家自然科学基金(编号:30370132);浙江省自然科
5、学基金(编号:302061);浙江省教育厅科研基金(编号:0333XP12).作者简介:应奇才(1965-),男,浙江永康人,杭州师范学院高级实验师,主要从事生化与分子生物学方面研究.第1期应奇才,等:松树根特异性启动子驱动的转CMO/BADH基因水稻的耐盐性研究47则从裸子植物乔松(Pinus.griffithiiMcClelland)中克隆出根特异性表达的启动子(PmPsPR10).在此报道利用启动子PmPgPR10驱动把CMO、BADH基因转入秀水11水稻,并对转基因水稻的生理生化指标以及耐盐性进行了检测.1材料和方法1.1植物材料转P352CMO/BADH基因秀水11水稻植
6、株,转PmPg2CMO/BADH基因秀水11水稻植株以及未转基因秀水11水稻植株.1.2耐盐性鉴定转基因当代植株的耐盐性鉴定:转基因当代植株移栽大田之前在盐池中加不同浓度的NaCl进行耐盐性鉴定,观察盐胁迫下植株的生长情况.盐池用木村液体培养基,每周更换一次.所有植株均需进行耐盐相关基因的PCR检测.转基因后代植株的耐盐性鉴定:种子在秧田中播种,取5叶龄幼苗,分别转入含0.5%、0.75%和1.0%NaCl的盐池中,进行耐盐性试验,观察盐胁迫下植株的生长.耐盐效果好的移栽到大田.1.3甜菜碱含量测定当以上3种水稻植株生长至4叶1心至5叶时,从水稻田中拔出,用清水恢复1d后,用0.6
7、%NaCl[6]处理3d后取其根及叶片,用来测定甜菜碱含量,测定按现代植物生理学实验指南的方法进行.1.4对BADH酶和CMO酶活性的测定[7]CMO酶活性分析:按照Russell方法进行.BADH酶活性分析:2g水稻根或叶片在液氮中研磨后,室温下加入蛋白提取液(50mmol/LHepes/KOHpH8.0,1mmol/LEDTA,5mmol/LDTT)抽提,4℃下离心,蛋白浓度用紫外分光光度计280nm比色测定.酶活性测定反应体系为:50mmol/LHepes/KO
