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《中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编》2011年
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TaPIMP1过量表达提高转基因小麦的抗病性和耐旱性

周淼平  张增艳  周小青  姚金保  任丽娟  杨学明  马鸿翔  
【摘要】:病害和逆境是影响小麦高产和稳产的主要因素,通过转基因方法可以将一些调控基因导入小麦,从而提高小麦的抗病性和抗逆性。本研究采用基因枪法将由组成型Ubiquitin启动子驱动的MYB转录因子TaPIMP1基因导入常规小麦品种扬麦158,从转基因后代中筛选到在叶片中TaPIMP1基因的表达比受体对照扬麦158提高42.7%和70.9%的B64和B208株系。病害鉴定结果表明,由于TaPIMP1基因过量表达,转基因株系小麦纹枯病和赤霉病的抗性较受体对照有明显提高,B64和B208的小麦纹枯病平均病情指数只有31.0%和33.8%,而受体对照扬麦158为51.4%;在赤霉病病害严重的2010年,B64和B208的小麦赤霉病平均病小穗率分别为31.2%和32.1%,受体对照扬麦158为41.2%。通过Real-time PCR分析发现,转基因株系B64和B208中PR1和PR5等病程相关蛋白基因的表达分别比受体对照提高27.7和16.1、14.0和7.7倍,推测TaPIMP1基因可能通过调节这些下游抗病基因的过量表达而提高了转基因株系的抗病性。研究还发现,转基因植株的耐旱性较受体对照有所提高,对植株离体叶片的保水能力测定表明,自然失水24小时,B64和B208只失去自身干重的466.6%和475.0%水分,而受体对照则失去自身干重的500.0%水分;采用0%、5%、10%、15%和20%的PEG6000模拟干旱胁迫处理12h发现,转基因株系叶片可溶性糖含量(减少干旱胁迫伤害)的提高比受体对照快、幅度大,而丙二醛含量(指示膜系统伤害程度)的增加幅度和叶片相对含水量下降幅度均比受体对照低,以20%浓度处理为例,B64和B208可溶性糖含量提高比对照快19.1%和12.2%,处理12小时的可溶性糖含量分别是对照的1.47和1.29倍;B64和B208丙二醛含量增加速度比对照慢30.3%和28.4%;对照叶片相对含水量下降31.5%,而B64和B208只分别下降25.9%和23.2%。这些研究结果均表明转基因株系由于TaPIMP1基因过表达使其耐旱能力增强,但具体的作用机理有待进一步研究。

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