【摘 要】
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拟南芥VASCULAR-RELATED NAC-DOMAIN 7（VND7）是原生木质部导管分化的关键调控基因。有研究显示VND7基因能使植物次生壁增厚,最终生物质含量增加。使用衰老相关基因启动子的时空策略的提出,解决了转基因植株因营养物质分配紊乱导致正常生长发育受影响的难题。本研究中,借鉴时空策略的思路,选取3个拟南芥衰老相关基因（At1g69490、At1g66390和At5g45890）,并
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拟南芥VASCULAR-RELATED NAC-DOMAIN 7（VND7）是原生木质部导管分化的关键调控基因。有研究显示VND7基因能使植物次生壁增厚,最终生物质含量增加。使用衰老相关基因启动子的时空策略的提出,解决了转基因植株因营养物质分配紊乱导致正常生长发育受影响的难题。本研究中,借鉴时空策略的思路,选取3个拟南芥衰老相关基因（At1g69490、At1g66390和At5g45890）,并用其启动子驱动次生壁核心转录因子VND7的表达。为探究这一方法的效果,对目的基因VND7和次生壁生物合成相关基因进行表达分析,同时对细胞壁结构和纤维素分布进行观察,主要结果如下:1.构建了三个拟南芥衰老相关基因的启动子与VND7基因相连的载体,并通过农杆菌介导法转入野生型拟南芥（Col-0）中,筛选得到阳性植株。2.对转基因拟南芥植株衰老莲座叶中目的基因VND7以及3个次生壁纤维素合酶基因（AtCesA4、AtCesA7和AtCesA8）进行表达分析,与野生型拟南芥（Col-0）相比,它们的相对表达量都有增加。3.利用Calcofluor染色对转基因拟南芥衰老莲座叶进行显微观察,发现Pro.At1g69490-VND7转基因株系#2的叶柄和叶脉中有螺旋状纤维素沉积,Pro.At1g69490-VND7转基因株系#15的叶柄中有块状纤维素沉积,证明上述转基因拟南芥植株发生了次生壁增厚。禾本科植物作为木质纤维素材料,可为生物燃料的生产提供大量无污染可再生的原材料,而植物细胞壁存在抗降解屏障,导致木质纤维素的利用率低。CslF6（cellulose synthase-like F 6）基因编码一种混合糖苷键葡聚糖合酶,主要存在禾本科植物中,其合成的混合糖苷键葡聚糖是一种细胞壁基质多糖,可以改良细胞壁结构。本研究构建了OsCslF6超表达水稻材料,对这些材料做了农艺性状考察,细胞壁成分组成测定和纤维素酶解效率分析,得到以下结果:1.OsCslF6超表达水稻中OsCslF6表达量增加。2.OsCslF6超表达水稻茎秆折断力增加、千粒重减小。3.OsCslF6超表达水稻茎秆细胞壁中半纤维素含量增加。4.在直接酶解下,OsCslF6超表达水稻茎秆的纤维素酶解效率最高增加94.03%;在10%CaO预处理条件下,OsCslF6超表达水稻各个株系的茎秆中纤维素酶解效率最高增加22.81%;在200℃热水预处理5 min条件下,OsCslF6超表达水稻茎秆的纤维素酶解效率最高增加57.05%。
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