异源过表达胡杨PeBZR1基因提高烟草对盐胁迫的耐受性
发布时间：2021-08-17 16:05
为了明确胡杨Pe BZR1基因对盐胁迫的响应,本研究克隆胡杨PeBZR1基因的cDNA序列,利用农杆菌介导法,将过表达载体pBI121-35S::PeBZR1转化野生型烟草,并通过筛选获得过表达T2代的转基因植株。对转基因植株和野生型植株进行以下处理:对照（Control）、100 mmol/L NaCl处理以及200 mmol/L NaCl处理。结果如下:在正常生长条件下,转基因烟草植株的长势更好,其根长和叶总面积较野生型分别增加了28.74%、17.06%;在100 mmol/L Na Cl的处理条件下,转基因烟草的根长和叶总面积较野生型相比没有显著性的差异,但转基因叶片细胞损伤程度、叶片内的H2O2和O2-的积累水平均低于野生型;在200 mmol/L NaCl条件下,转基因烟草根长和叶总面积较野生型相比分别平均增加了15.41%、65.30%,且转基因叶片细胞损伤程度、叶片内的H2O2和O2-的积累水平均显著低于野生型,并表现...
【文章来源】：基因组学与应用生物学. 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
转基因植株NPTⅡ的PCR检测(A)和阳性植株半定量PCR检测(B)
伊文思蓝染色是伊文思蓝与蛋白结合形成蓝色复合物(图3A)。通过伊文思蓝染色，发现在正常条件下，转基因和野生型植株均呈现出少量的蓝色(刘楠和林植芳,2011)。但在100 mmol/L Na Cl处理条件下，转基因株系叶片呈现蓝色区域均少于野生型。更为显著的是，在200 mmol/L Na Cl处理条件下，野生型植株上的所有叶片均呈现出深蓝色，而转基因株系中只有最下面的2片的叶片呈现出蓝色，其它部位的叶片只有浅浅的淡蓝色或没有蓝色显示。以上结果表明，异源过表达Pe BZR1基因可以维持转基因植株叶片在盐胁迫下的细胞活性，减轻过量盐对细胞的伤害。3,3"-二氨基联苯胺(3,3"-Diaminobenzidine,DAB)染色(图3B),DAB在过氧化物酶存在的情况下被过氧化氢(H2O2)氧化产生红棕色沉淀(Kuma et al.,2014)。通过DAB染色，发现在正常条件下，转基因和野生型植株均呈现出少量的红棕色。在100 mmol/L Na Cl处理条件下，转基因株系叶片呈现红棕色区域均少于野生型。在200 mmol/L Na Cl处理条件下，转基因植株最下面2片叶子均呈现红棕色，上面2片叶子也出现少许浅红棕色，而野生型本应大范围着色的却未着色，推测可能是因为高浓度盐胁迫下烟草已出现组织坏死，从而无法着色。以上结果表明，异源过表达Pe BZR1基因可以减少转基因烟草在盐胁迫下体内H2O2的积累水平。
伊文思蓝能够渗入破裂细胞膜与蛋白形成蓝色复合物，伊文思蓝染色法可检测植物整体叶片的细胞活性，植物在逆境条件下会受到不同程度的伤害，判定植物受到的伤害程度和检验其抗逆性的直接和有效的方法是检测细胞活性(刘楠和林植芳,2011)。盐浓度越高对烟草的伤害程度越高，蓝色染色区域越多，则细胞活性越小。本研究中，伊文思蓝染色形成蓝色区域，两个盐处理组，转基因植株蓝色区域均少于野生型，但200 mmol/L Na Cl处理条件下转基因植株蓝色区域显著少于野生型。说明异源过表达Pe BZR1基因可以维持转基因植株叶片在盐胁迫下的细胞活性，减轻过量盐对细胞的伤害。活性氧(reactive oxygen species,ROS)受到各种生物和非生物胁迫后积累增加，活性氧的积累对细胞都有损害作用。组织化学法检测最重要的2种ROS(H2O2和O2-),DAB被H2O2氧化产生红棕色沉淀，NBT与O2-反应形成蓝色难溶性化合物甲臜(Kuma et al.,2014)。红棕色区域越多，则细胞内H2O2积累水平越高；蓝色区域越多，则细胞内O2-水平越高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]异源表达胡杨PeCPD基因提高烟草对盐、高氮和干旱胁迫的抗性[J]. 陈永富,王阳,冯倩,唐海,吴英青,高永峰. 应用与环境生物学报. 2017(02)
[2]胡杨耐盐基因PeuHKT1的克隆与表达分析[J]. 胥猛,孙子谋,刘思安,陈彩慧,徐立安,黄敏仁. 分子植物育种. 2016(09)
[3]油菜素内酯对氯化钠胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应[J]. 陆晓民,杨威. 应用生态学报. 2013(05)
[4]用伊文思蓝染色法检测植物整体叶片的细胞活性[J]. 刘楠,林植芳. 植物生理学报. 2011(06)
本文编号：3348072
【文章来源】：基因组学与应用生物学. 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
转基因植株NPTⅡ的PCR检测(A)和阳性植株半定量PCR检测(B)
伊文思蓝染色是伊文思蓝与蛋白结合形成蓝色复合物(图3A)。通过伊文思蓝染色，发现在正常条件下，转基因和野生型植株均呈现出少量的蓝色(刘楠和林植芳,2011)。但在100 mmol/L Na Cl处理条件下，转基因株系叶片呈现蓝色区域均少于野生型。更为显著的是，在200 mmol/L Na Cl处理条件下，野生型植株上的所有叶片均呈现出深蓝色，而转基因株系中只有最下面的2片的叶片呈现出蓝色，其它部位的叶片只有浅浅的淡蓝色或没有蓝色显示。以上结果表明，异源过表达Pe BZR1基因可以维持转基因植株叶片在盐胁迫下的细胞活性，减轻过量盐对细胞的伤害。3,3"-二氨基联苯胺(3,3"-Diaminobenzidine,DAB)染色(图3B),DAB在过氧化物酶存在的情况下被过氧化氢(H2O2)氧化产生红棕色沉淀(Kuma et al.,2014)。通过DAB染色，发现在正常条件下，转基因和野生型植株均呈现出少量的红棕色。在100 mmol/L Na Cl处理条件下，转基因株系叶片呈现红棕色区域均少于野生型。在200 mmol/L Na Cl处理条件下，转基因植株最下面2片叶子均呈现红棕色，上面2片叶子也出现少许浅红棕色，而野生型本应大范围着色的却未着色，推测可能是因为高浓度盐胁迫下烟草已出现组织坏死，从而无法着色。以上结果表明，异源过表达Pe BZR1基因可以减少转基因烟草在盐胁迫下体内H2O2的积累水平。
伊文思蓝能够渗入破裂细胞膜与蛋白形成蓝色复合物，伊文思蓝染色法可检测植物整体叶片的细胞活性，植物在逆境条件下会受到不同程度的伤害，判定植物受到的伤害程度和检验其抗逆性的直接和有效的方法是检测细胞活性(刘楠和林植芳,2011)。盐浓度越高对烟草的伤害程度越高，蓝色染色区域越多，则细胞活性越小。本研究中，伊文思蓝染色形成蓝色区域，两个盐处理组，转基因植株蓝色区域均少于野生型，但200 mmol/L Na Cl处理条件下转基因植株蓝色区域显著少于野生型。说明异源过表达Pe BZR1基因可以维持转基因植株叶片在盐胁迫下的细胞活性，减轻过量盐对细胞的伤害。活性氧(reactive oxygen species,ROS)受到各种生物和非生物胁迫后积累增加，活性氧的积累对细胞都有损害作用。组织化学法检测最重要的2种ROS(H2O2和O2-),DAB被H2O2氧化产生红棕色沉淀，NBT与O2-反应形成蓝色难溶性化合物甲臜(Kuma et al.,2014)。红棕色区域越多，则细胞内H2O2积累水平越高；蓝色区域越多，则细胞内O2-水平越高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]异源表达胡杨PeCPD基因提高烟草对盐、高氮和干旱胁迫的抗性[J]. 陈永富,王阳,冯倩,唐海,吴英青,高永峰. 应用与环境生物学报. 2017(02)
[2]胡杨耐盐基因PeuHKT1的克隆与表达分析[J]. 胥猛,孙子谋,刘思安,陈彩慧,徐立安,黄敏仁. 分子植物育种. 2016(09)
[3]油菜素内酯对氯化钠胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应[J]. 陆晓民,杨威. 应用生态学报. 2013(05)
[4]用伊文思蓝染色法检测植物整体叶片的细胞活性[J]. 刘楠,林植芳. 植物生理学报. 2011(06)
本文编号：3348072
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