拟南芥PMRP基因在叶绿体淀粉粒积累和抗寒性中的作用

发布时间：2017-09-23 07:46

  本文关键词：拟南芥PMRP基因在叶绿体淀粉粒积累和抗寒性中的作用

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【摘要】：【目的】分析推测的膜蛋白(putative membrane related protein,PMRP)在拟南芥叶绿体发育过程的作用,明确PMRP对拟南芥光合能力的影响及抗寒性分析,为改善作物光合性能及增强抗逆性提供理论依据。【方法】构建PMRP的RNAi和过表达载体,转化农杆菌EHA105,采用花絮侵染法转化野生型拟南芥(Columbia,Col-0),获得PMRP RNAi和过表达转基因拟南芥;以野生型和PMRP RNAi、过表达转基因拟南芥为材料,利用细胞生物学方法,观察PMRP表达量对拟南芥叶肉细胞叶绿体的结构和淀粉粒积累的影响;利用红外CO2分析法测定拟南芥的光合速率,分析PMRP对拟南芥光合能力的影响。选取16 h光照、21℃条件下培养的21 d的野生型Col-0、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,用冷光源培养箱培养,先在4℃培养7 d,然后在-8℃培养1.5 h,取出放到16 h光照、21℃条件培养7 d后,分析PMRP转基因拟南芥对寒害的抗性。选取14 d的野生型Col-0、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系和3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,对其莲座叶细胞渗出液电导率进行测定。【结果】获得PMRP RNAi和过表达转基因拟南芥株系;通过测定野生型和转基因株系的莲座叶光合速率,野生型Col-0的光合速率为7.3μmol·m-2·s-1,PMRP-RNAi转基因拟南芥的光合速率分别为8.8、7.8和8.5μmol·m-2·s-1,PMRP表达量的降低略增强了拟南芥的光合速率。野生型Col-0的绿叶率为48%,过表达PMRP转基因拟南芥的3个株系绿叶率分别为48.6%、47.8%和49.2%,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥的绿叶率分别为65.9%、67.4%和68.3%,表明PMRP表达量的降低增强了植物的耐寒性。在-8℃下处理30 min,野生型Col-0拟南芥莲座叶的渗出液电导率为70.67μS·cm-1,PMRP-RNAi拟南芥莲座叶渗出液电导率分别为48.57、45.40和52.10μS·cm-1。表明PMRP表达量的降低明显降低了逆境对细胞膜的损伤。通过对PMRP-RNAi转基因拟南芥和野生型拟南芥完全展开的莲座叶,进行超微结构分析,发现野生型拟南芥莲座叶细胞中,叶绿体为椭圆形,而PMRP-RNAi转基因拟南芥莲座叶细胞叶绿体变为近似圆形;在光照情况下,PMRP-RNAi转基因拟南芥叶绿体中淀粉粒的积累与野生型相似,均有明显的淀粉粒积累,但在黑暗环境中,PMRP-RNAi转基因拟南芥叶绿体中淀粉粒积累明显增多。【结论】PMRP表达量降低造成叶绿体形状由梭型变为圆球型,淀粉粒明显增多,增强了拟南芥的抗寒性。
【作者单位】： 河北农业大学生命科学学院/河北省植物生理和分子病理学重点实验室;
【关键词】： PMRP 抗寒性 淀粉粒 拟南芥
【基金】：河北省自然科学基金(C2013204106)
【分类号】：Q943.2;Q945
【正文快照】： 0引言【研究意义】对农业生产来说,各种不良环境是影响产量的最直接、最重要的因素。而温度要比其他逆境因素变化快,因此,温度胁迫已经成为许多研究的焦点。低温适应是一个复杂的过程,包括转录和代谢的变化,有多种机制共同保护植物不受冷害。近期在分子生物学、蛋白质组学和代

【共引文献】

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1 闫伟平;半干旱区密度对籽粒灌浆特征及产量构成因素的影响[D];吉林农业大学;2013年

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本文编号：904072