疏绵状嗜热丝孢菌和嗜热子囊菌光孢变种mnsod基因的克隆及转基因研究

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1、山东农业大学硕士学位论文疏绵状嗜热丝孢菌和嗜热子囊菌光孢变种MnSOD基因的克隆及转基因研究姓名：张超申请学位级别：硕士专业：植物病理学指导教师：李多川20120615山东农业大学硕士学位论文中文摘要超氧化物歧化酶(SupcroxideDismutasc，SOD)能够催化超氧阴离子(02。)发生歧化反应，在生物体防御氧化损伤的过程中，发挥着重要作用。超氧化物歧化酶已在食品、医药、化妆品和农业等领域中得到了广泛的应用，具有重要商业价值。盐胁迫是自然界中主要的非生物胁迫之一，是影响植物生长发育的主要因素。当植物遭受包括高盐、

2、干旱、低温和高温等环境胁迫时可产生大量活性氧。活性氧进而破坏细胞内的大分子，从而使DNA裂解，造成膜的损伤或影响蛋白质的合成及稳定性等。利用基因工程技术提高植物耐盐性是解决这一问题的最有效途径之一。疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginosus)和嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascusaurantiacuavat．1evisporus)是广泛分布的，生长上限温度较高的嗜热真菌，从这二种真菌中已分离了多种嗜热酶，具有较高的研究和应用价值。本实验室通过RT．PCR从疏绵状嗜热丝孢菌和嗜热子囊菌光孢变种中已

3、经分别分离到了一个MnSOD酶基因，命名为zjmnsod和esjmnsod。序列分析表明zjmnsod基因全长eDNA序列为791bp，包括654bp的ORF，编码217个氨基酸。该基因已在GenBank中注册，登录号为EU364837。esjmnsod基因全长cDNA为878bp，包含一个由231个氨基酸组成的开放阅读框。该基因已在GenBank中注册，登录号为EF428323。为了验证盐胁迫下疏绵状嗜热丝孢菌zjmnsod和嗜热子囊菌光孢变种esjmnsod基因的功能，将zjmnsod及esjmnsod基因分别构建到

4、35s启动子驱动的植物表达载体pROKII中，通过农杆菌介导法转化烟草。经PCR和RT-PCR检测表明疏绵状嗜热丝孢菌zjmnsod和嗜热子囊菌光孢变种esjmnsod基因分别整合到烟草基因组中。通过高盐胁迫下的分析转嗜热真菌sod基因提高了烟草在种子萌发及小苗生长阶段的耐盐性。两种转基因植株对烟草赤星病有一定的抵抗能力，且转zjmnsod基因比转esjmnsod基因烟草的抗病能力更强。为了验证盐胁迫下疏绵状嗜热丝孢菌zjmnsod和嗜热子囊菌光孢变种esjmnsod基因在水稻种的耐盐性，本研究将zjmnsod及esjm

5、nsod基因分别构建到MaizeUbiquitin启动子驱动的植物表达载体pU1301中，通过农杆菌介导法转化水稻，为通过水稻转基因提高水稻的抗性和产量提供科学的依据。关键词：嗜热丝孢菌；嗜热子囊菌：热稳定超氧化物歧化酶；基因克隆；转基因疏绵状嗜热丝孢菌和嗜热子囊菌光孢变种MnSOD基因的克隆及转基因植物研究AbstractThesuperoxidedismutases(SOD，ECl．15．1．1)a∞metalto-enzymesthatcatalyzethedismutationofsupcroxide(02"-)

6、tohydrogenperoxide(H202)andmolecularoxygen(02)．Theyplayacriticalroleinthedefenseagainstoxidativestress．Saltstr既sisthemainfactorthatseriouslyaffectonplantgrowthanddevelopment．Oneofthebasisforplantgeneticengineeringisstudyonthefunctionofstress—relatedgene．Exposureo

7、fplantstoenvironmentalstresses，includingsalinity,drought,coldandhightemperatures，canleadtothegenerationofreactiveoxygenspecies(ROS)．ROScanattackcellularmaeromolecules，generatelesionsinDNA,CatllSemembranedamage，andaffectproteinsynthesisandstability,thereforeitisim

8、portantforplantstohaveeffectiveROSscavengingmechanisms．ThermomyceslanuginosusandThermoascusauranHacusvar．1evisporusalewidelydistributedsoil-inhibitingfungiofco