基因工程在提高植物抗逆性上的研究进展.pdf

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1、第26卷第1期大连教育学院学报V01．26．No．12010年3月JournalofDalianEducationUniversityMar．2O1O基因工程在提高植物抗逆性上的研究进展张启鸣(大连大学生物工程学院，辽宁大连116622)摘要：筛选具有抗性的目的基因，通过不同方式转入到受体细胞，并使其在受体细胞中表达，以提高植物的抗逆性。利用基因工程提高植物抗逆性具有广阔发展前景。关键词：基因工程；植物；抗逆性中图分类号：Q947文献标识码：A文章编号：1008—388X(2010)01—0057—04在自然环境中，植物的生长发

2、育往往受到干旱、K营养不足是造成植物对盐敏感的关键因素。E6-~]高温、低温、盐渍、重金属、氧化等逆境胁迫。利用基甜菜碱是高等植物在逆境条件下重要的渗透调因工程可以把抗逆目的基因经体外切割、拼接与重节物质，但某些植物由于体内缺少合成甜菜碱的相组后，引人到受体细胞，使其在受体内进行复制、表关酶，如甜菜碱醛脱氢酶(BADH)、胆碱氧化酶达，按人们预先设计的要求改变受体细胞的遗传特(COD)等，而无法合成甜菜碱。[8]应用植物基因工性，然后由转化细胞再分化出有预期新性状的工程程技术，将外源甜菜碱基因导入非甜菜碱积累种或植株，这些新植株

3、就具有较高的抗性。使其过量表达，是提高植物抗逆能力，培育抗逆新品一种的一条有效途径。[9目前，已经从菠菜、甜菜、山菠、目的基因的筛选与修饰伴随着分子生物学和植物细胞及组织培养技术菜、大麦、高粱等多种植物中克隆了甜菜碱醛脱氢酶的发展，人们能够从生化及分子水平上认识植物对(BADH)基因。[-1]Deshnium等口成功地从节杆逆境胁迫的抗性机理，并且从其遗传物质中筛选出菌中克隆了编码胆碱氧化酶(COD)的基因codA，与抗性机理有关的基因，并对它们进行修饰，这就是并将其导人蓝藻，提高了对盐害和低温的抗性。目的基因。Rathinas

4、abathi等[¨]成功地将烟草中的胆碱单加氧植物的耐盐、耐温机理是多方面的。盐地碱蓬酶(CMO)基因分离，并导入水稻中。CMO是合成是一种具有很强抗逆性的真盐生植物，目前从盐地乙酰一甜菜碱的第一步反应酶基因，携带这种基因碱蓬已克隆出、可作为抗盐关键基因而进行基因工的植物有很强的抗旱性。程操作的目的基因主要四种：合成渗透调节物质的另外，从冰叶日中花的cDNA文库中分离的肌关键酶基因、调控抗氧化防御反应的抗氧化基因、离醇一O一甲基转移酶的基因(Imt1)已经得到克子平衡的调节基因和盐胁迫信号转导的相关基隆口，可在盐碱或干旱胁迫下诱

5、导表达，其转基因因_1]。△一二氢吡咯～5一羧酸合成酶基因植物对盐害和干旱具有一定的抗性[1引。Hightower(SsP5CS)和肌醇一1一磷酸合成酶基因(SsIPNS)，(1991)[】9]成功地将比目鱼体内的抗冻蛋白(AFP)两种基因已从盐地碱蓬成功克隆出来，它们分别是基因转入番茄，可以在番茄体内稳定转录AFP的脯氨酸合成及肌醇合成的关键酶基因，在盐胁迫下，mRNA，这种转基因番茄的组织提取液在冰冻条件两者在转录水平均有升高，由此推断它们可能与抗下能有效地阻止冰晶的增长，转基因植株的抗冻能盐特性有一定关系。[2]MPA激酶

6、是重要的盐胁迫力明显提高。信号转导通路之一L4]，目前已从盐地碱蓬分离出目前，已经分离得到的目的基因有100多MPA激酶基因，该基因读码框长1572bp，编码一个个[2，可分为六大类：种子贮存蛋白基因、与光合作含524个氨基酸的蛋白质，在低温、干旱和高盐胁迫用有关的基因、与抗逆性有关的基因、与生长分化有下，其转录水平均有升高o[13一般认为，Na离子是关的基因、生长素合成基因以及其他的如蔗糖合成造成盐害的主要离子，已从盐地碱蓬克隆出液泡膜酶、乙醇脱氢酶、玉米的转座子、一些植物的线粒体、Na／H反向转运蛋白基因(SsNHX1)，它

7、在盐诱叶绿体基因等。导下显示高表达。但也有报道认为，渗透胁迫下目的基因获得以后，往往需要经过经体外切割、收稿日期：2010—01—10作者简介：张启呜(1987一)，女，山东烟台人。·58·大连教育学院学报拼接与重组等修饰后才能利用，引人到受体细胞。1．25KV／OMⅢ1处理1O毫秒)，植物的原生质体膜为了使目的基因在受体细胞中很好地表达，必须选上产生可恢复的瞬间通道，外源基因可以通过通道择适当的启动子，首先要切去原基因的启动子和内进入原生质体，从而实现细胞转化。用这种方法转含子，然后选用适当的启动子连接到该目的基因上。化的原生

8、质体已经再生出可孕的转基因玉米和水稻王关林等L21]成功从枯草芽孢杆菌中克隆果糖聚合等植株。酶基因sacB，并将CaMV35s启动子连接到该基因超声波法：利用强脉冲超声波的作用，将目的基上，通过农杆菌将其导入番茄，获得了转sacB基因因导人受体细胞，使其复制表达