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磷脂酶D(Phospholipase D,PLD),是植物中存在的一类重要的膜磷脂水解酶,能够水解膜磷脂产生第二信使分子磷脂酸(phosphatidic acid,PA)。研究表明,植物PLD通过不同作用途径参与多种逆境胁迫调控,可在一定程度上提高植物抗逆性(Mishra et al.,2006;Hong et al.,2008a;Li et al.,2004)。CsPLDα是从黄瓜幼叶中克隆到的,全长2,756 bp,编码区2,427 bp,编码808个氨基酸(GenBank注册号为EF363796)。本文在前期研究基础上,利用农杆菌介导法获得的转黄瓜CsPLDα烟草植株,研究过表达黄瓜CsPLDα烟草对盐和干旱的抗性,以期探讨黄瓜CsPLDα基因参与植物逆境胁迫反应的生物学机理,为通过基因工程手段创制耐盐耐干旱黄瓜新种质提供理论依据。主要研究结果如下:1.NaCl和PEG处理下,黄瓜幼苗叶片和根中CsPLDα相对表达量均表现为先升后降趋势。NaCl处理下,黄瓜幼苗叶和根中CsPLDα相对表达量分别在1h和3h达最大值;PEG处理下,叶和根中CsPLDα相对表达量分别在3 h和1h达最大值,表明CsPLDα基因参与了黄瓜盐和干旱胁迫反应。2.将CsPLDα过表达烟草种子和野生型(WT)烟草种子分别播于装有基质(草炭:蛭石:珍珠岩=2:1:1)的塑料盆中进行培养,发现CsPLDα过表达烟草种子发芽整齐且发芽时间明显短于WT;30 d时,转基因烟草幼苗的根长、侧根数、鲜重和干重显著高于WT。3.将CsPLDα过表达烟草种子和WT烟草种子分别播于添加不同浓度NaCl、PEG和ABA的MS培养基上进行培养,发现转基因烟草种子的发芽率和幼苗长势均显著高于WT,且发芽时间明显短于WT。进一步研究结果显示,转基因烟草幼苗的干鲜重和根长显著高于WT,电解质渗漏率和离体叶片水分丢失显著低于WT。4.干旱胁迫处理下,转基因烟草幼苗的地上部与地下部干鲜重显著高于WT;且在不同程度干旱胁迫下,转基因烟草幼苗体内脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量均显著高于WT,而渗透势、电解质渗漏率和丙二醛含量显著低于WT。此外,转基因烟草叶片相对含水量显著高于WT,离体叶片的水分丢失显著低于WT,表明转基因烟草具有较强的保水能力,说明CsPLDα基因参与了植物气孔的调控。5.盐胁迫处理下,转基因烟草的根干、鲜重均显著高于WT;且所有烟草幼苗体内脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、电解质渗漏率、O2.-和H2O2含量迅速积累,并随胁迫程度增加而增加,而幼苗叶片中抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性均呈先上升后下降趋势;但转基因烟草幼苗体内脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性始终高于WT,电解质渗漏率、O2.-和H2O2含量低于WT。表明CsPLDα参与了植物渗透调节能力的调控及活性氧物质的清除,可在一定程度上减轻膜脂过氧化,维持细胞正常的生理生化功能,从而减轻盐胁迫伤害。