转BcICE1基因烟草抗逆性研究

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非生物胁迫是影响植物生长发育和产量的重要环境因素,而其中又以低温、干旱和盐渍的影响最为严重。植物在响应逆境胁迫过程中,形成了一套高效的防御机制,能够识别逆境信号并通过信号传递调节植物的生长发育,从而抵御不良环境的影响。大量研究表明,在逆境条件下植物体内会积累更多的渗透调节物质,如脯氨酸、可溶性糖等;同时,许多逆境胁迫相关基因被诱导表达。已有研究表明,ICE1-CBF调节通路是冷诱导基因激活的一条主要途径,在植物响应非生物胁迫过程中起重要作用。本研究以转BcICE1基因烟草和野生型烟草为材料,探究油菜BcICE1基因参与的抗逆信号转导机制。主要结果如下:1.RT-PCR和Western blot结果均表明,BcICE1基因已在转基因烟草中稳定表达。2.低温、盐和干旱胁迫下,过表达BcICE1转基因烟草种子萌发率明显高于野生型烟草,转基因烟草种子的耐逆性增强。3.低温胁迫下,过表达BcICE及转基因烟草抗氧化酶(SOD、APX、CAT和POD)活性较高,抗氧化能力得到改善;转基因烟草H2O2积累量少,氧化胁迫较轻;转基因烟草细胞内MDA含量较低,相对电导率也低于野生型烟草,细胞膜受到损伤的程度较轻;4.低温、盐和干旱胁迫下,过表达BcICE1转基因烟草能积累更多的叶绿素含量,光合系统破坏较小;同时,转基因烟草能够保持较高的脯氨酸和可溶性糖含量,有利于维持转基因烟草的渗透调节能力;另外,转基因烟草在盐和干旱胁迫下抗氧化酶(APX和GPX)活性明显高于野生型烟草。5.低温胁迫下,过表达BcICE1转基因烟草低温胁迫相关基因的相对表达量明显增强。实时荧光定量PCR结果表明,过表达BcICE1转基因烟草中转录因子(NtCBF1,NtCBF3,NtDREB2),抗氧化酶基因(NtPOD,NtCAT,NtSOD),脯氨酸合成酶基因(NtP5CS),脱水素基因(NtERD10B和NtERD10C)的相对表达量明显增强,说明过表达BcICE1基因提高了转基因烟草的低温耐受力。
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