轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因耐鹽堿水稻的篩選與抗性分析.pdf

1、水稻是世界上重要的糧食作物，世界上3/4以上的人口以水稻為主食，但是低溫、干旱、鹽堿等因素嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，每年都會(huì)造成不同程度的損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界干旱、半干旱地區(qū)占地球陸地面積的33％，其危害相當(dāng)于其它自然災(zāi)害之和。鹽堿地占地球陸地面積的7.6％。另外，還有許多地區(qū)經(jīng)常受低溫冷害的影響。而我國(guó)約有670萬(wàn)公頃鹽堿土耕地，還有2000萬(wàn)公頃鹽堿荒地尚待開(kāi)發(fā)。黑龍江省的鹽堿地集中在松嫩平原地區(qū)，分布面積廣，鹽漬化程度高，其中尤以三肇

2、、安達(dá)、大慶等地鹽堿地分布最為集中，大面積的鹽堿地嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，對(duì)黑龍江省的經(jīng)濟(jì)造成極大的損失。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，灌溉地和塑料大棚面積不斷擴(kuò)大，土壤次生鹽漬化日趨嚴(yán)重。隨著人口的不斷增加、耕地面積的日益減少和生態(tài)環(huán)境的急劇惡化，糧食供求矛盾將日益凸現(xiàn)，因此，如何提高作物抗干旱、鹽漬和低溫的能力是一個(gè)全世界都亟待解決的問(wèn)題。
　　 傳統(tǒng)育種學(xué)家已經(jīng)在提高植物抗逆性方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索與研究，但常規(guī)育種方法存在著工作量大

3、、周期長(zhǎng)、耗資多、效率低、可利用基因資源有限等弊端，而通過(guò)基因工程手段進(jìn)行分子育種則避免了以上缺點(diǎn)。近年來(lái)，隨著對(duì)植物逆境脅迫的分子反應(yīng)和信號(hào)傳遞機(jī)理研究的逐漸深入，研究者已發(fā)現(xiàn)從改良或增強(qiáng)一個(gè)關(guān)鍵調(diào)控基因的調(diào)控能力著手，也許是提高作物抗逆性更為有效的方法和途徑，因此，進(jìn)行這些調(diào)控基因的克隆和功能鑒定是植物抗逆基因工程研究的重要前提條件，篩選并獲獲得具有抗逆形狀的轉(zhuǎn)基因植株植物，為改良不斷惡化的生態(tài)環(huán)境提供了重要依據(jù)。
　　 本

4、研究以本實(shí)驗(yàn)室獲得的轉(zhuǎn)鈣依賴的蛋白激酶基因OsCDPK7和促分裂素原活化蛋白激酶基因OsMAPK4基因的T2代和T3代水稻作為試材，對(duì)T2代植株進(jìn)行了耐鹽堿的初步篩選，并研究了株高和死亡率；將收獲的T3水稻，進(jìn)行了純合體的篩選及耐鹽堿的抗逆性檢測(cè)，同時(shí)研究了外源基因的表達(dá)情況和主要的耐鹽堿性狀。通過(guò)本研究可以獲得具有耐鹽堿的轉(zhuǎn)基因水稻，用于黑龍江省鹽堿地的改良，研究結(jié)果將為植物基因工程改良鹽堿地提供了新思路，具有一定的理論和應(yīng)用價(jià)值，為

5、最終培育可在鹽堿地正常生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因水稻提供了重要資源。主要研究結(jié)果如下所示：
　　 1轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻植株的遺傳穩(wěn)定性分析1.1轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻植株P(guān)CR檢測(cè)對(duì)轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水T2代植株和T3代植株進(jìn)行了PCR檢測(cè)，PCR檢測(cè)結(jié)果表明，轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株和T3代植株均能擴(kuò)增出目的基因；初步證明轉(zhuǎn)基因水稻T2代植株和T3代植株中均

6、含有目的基因，目的基因已經(jīng)穩(wěn)定遺傳到后代。
　　 1.2轉(zhuǎn)基因抗性植株Southern雜交檢測(cè)為了進(jìn)一步驗(yàn)證轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻的遺傳穩(wěn)定性，Southern雜交此部分試驗(yàn)正在進(jìn)行中。
　　 2轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2植株遺傳特性的分析對(duì)轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株進(jìn)行了耐鹽堿的初步抗性檢測(cè)，調(diào)查和分析了株高和死亡率，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因水稻的株高變化量大于對(duì)照水

7、稻株高的變化量，轉(zhuǎn)基因水稻的死亡率也低于對(duì)照水稻；其中E12啟動(dòng)子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株株高變化量大于rd29A啟動(dòng)子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株株高變化量，E12啟動(dòng)子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T2代植株死亡率低于rd29A啟動(dòng)子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK17基因水稻T2代死亡率，轉(zhuǎn)OsMAPK4，OsCDPK7基因水稻T2代植株具有較高的抗鹽

8、堿性。
　　 3轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3植株遺傳特性的分析對(duì)轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3代植株進(jìn)行了耐鹽堿的抗性檢測(cè)，調(diào)查和分析了株高和鹽堿傷害指數(shù)，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因水稻T3代植株的株高變化量大于對(duì)照水稻株高的變化量，轉(zhuǎn)基因水稻的鹽堿傷害指數(shù)也明顯低于對(duì)照水稻；E12啟動(dòng)子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK7基因水稻T3代植株株高變化量大于rd29A啟動(dòng)子調(diào)控的轉(zhuǎn)OsMAPK4、OsCDPK