应用BAS1基因创制花期延长的矮牵牛新种质

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中文摘要：光敏色素B激活标签的抑制蛋白1基因(phyB activation-tagged suppressor1 gene,BAS1)是油菜素内酯失活基因，其主要编码一个细胞色素P450，油菜素内酯失活基因过量表达会导致油菜素内酯碳26位羟基羟化，并且使本身的生物活性远低于正常油菜素内酯。该基因对植物体内活性油菜素内酯含量方面起着重要作用。很多花卉植物的花叶都会受到衰老的影响，而油菜素类是植物生长调节剂，调节植物的生长具有重要的作用。该研究以烟草?三星‘和矮牵牛-梦幻曲系列‘品种为材料，利用了衰老特异性启动子SAG12融合了BAS1基因，用根癌农杆菌介导的叶盘转化法将衰老特异启动子SAG12驱动BAS1基因在植物衰老时表达，延缓植物的衰老。为改善观赏植物的品质或创造新种质资源提供了一条新途径。取得以下研究结果： 1.构建SAG12-BAS1植物表达载体及遗传转化烟草和矮牵牛本研究以pSH737为最初载体，克隆构建了SAG12启动子驱动BAS1基因表达元件、Kan+为筛选标记基因的植物表达载体pSH737-SAG12-BAS1。酶切及PCR验证后将其导入根癌农杆菌LBA4404，采用叶盘遗传转化方法转化烟草和矮牵牛，筛选鉴定分别获得45和29株转基因植株。 2.转BAS1基因对植株表型的影响本研究得到的转基因烟草(矮牵牛)和野生型烟草(矮牵牛)生长发育正常，而得到的转基因植物表现为节间缩短，分枝增多。生长后期转基因植株表现出明显延迟的叶衰老现象。 3. BAS1基因表达对植物保护性酶活性的影响 (1)经鉴定为阳性的转基因烟草植株具有明显的延缓叶片衰老的表现且发育正常。在植株叶片开始衰老时测的转基因烟草细胞分裂素含量，转基因和野生型不同部位叶片的叶绿素含量、超氧化物歧化酶酶活、丙二醛含量进行了测定与分析。显示，转化植株的细胞分裂素、叶绿素、酶活明显高于野生型，而MDA含量低于野生型，这进一步证实BAS1基因有可能在植株衰老时进行了表达，促进了叶片细胞分裂素的生物合成途径进而延缓了植物的衰老。 (2)经鉴定为转基因矮牵牛植株具有明显延缓花衰老的表现且发育正常。对其中转化植株与野生型植物衰老时期叶片叶绿素含量、可溶性总糖含量、保护性酶活和丙二醛含量进行了检测与分析，结果表明，转化植株的叶绿素、可溶性总糖含量、酶活明显高于野生型，而MDA含量明显低于野生型，进而降低了膜损伤程度提高了植物抵御逆境的能力。 4.BAS1基因表达对植物中激素含量的影响结果分析转SAG12-BAS1基因烟草植株中ZR和IPR的含量比野生型高，野生型烟草中没有检测到ZR的含量。转SAG12-BAS1基因烟草植株中细胞分裂素比野生型提高了40.2%，说明SAG12-BAS1基因烟草植株叶片衰老过程中，BAS1基因的表达促进了衰老叶片细胞分裂素含量的增加，这可能是SAG12-BAS1基因延缓烟草叶片衰老的原因之一。 5.BAS1基因表达对矮牵牛衰老相关基因表达的影响对野生型和转BAS1基因矮牵牛相关基因表达分析，以矮牵牛(Polyubiquitin,UBQ)基因作为内参，对野生型和转BAS1矮牵牛衰老相关基因PHARR2、PHHK、PHGA2ox1、PHGA2ox3、PHARF4、PHERF和PhHD-Zip Real-time PCR分析表明，转BAS1矮牵牛中PHARR2、PHHK、PHGA2ox1和PHGA2ox3基因表达量均高于野生型，分别为野生型的2.4倍、2.4倍、6.5倍和1.2倍；而PHARF4、PHERF和PhHD-Zip基因表达量低于野生型，分别为72.6%、50.5%和25.3%；表明BAS1基因在矮牵牛中的表达可以提高矮牵牛植株中衰老相关基因的表达，从而延长了转基因矮牵牛的衰老。

作者：

姚新转

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关键词：

矮牵牛 BAS1基因延缓衰老花期延长遗传转化

授予学位：

硕士

学科专业：

生物工程

导师：

吕立堂、陈之林

学位年度：

2017

学位授予单位：

贵州大学

语种：

中文

中图分类号：