摘要
油菜是我国主要食用油的来源之一，由于持续的全球气候变化，水资源不断减少，干旱是限制油菜高产稳产的重要因素之一。提高油菜的抗旱性是重要的油菜育种目标，研究抗旱相关基因对油菜抗旱性的调控作用，对抗旱油菜品种的选育有重要意义。 在前期研究中，通过CRISPR/Cas9基因编辑技术获得甘蓝型油菜BnaTT8基因CRISPR突变体，发现BnaTT8的突变导致种皮变黄，含油量上升。本研究通过对抗旱相关指标的测定、BnaTT8表达模式分析、RNA-Seq表达量分析、代谢分析、杂交等方法，研究BnaTT8对油菜抗旱性的调控作用，并探索其应用。本研究的主要结果如下： 1.BnaTT8基因突变体植株气孔导度显著减小，蒸腾速率显著降低，水分利用率显著升高，失水率下降，叶温升高，抗旱性显著增强。在H2O2处理后，BnaTT8基因突变体保卫细胞积累更多的活性氧（ROS）。这些结果说明BnaTT8可以通过ROS控制气孔运动，进而负调控油菜抗旱性。 2.BnaTT8基因突变体植株的整体抗氧化酶活性增强，在干旱胁迫下，BnaTT8的突变能够降低整体植株体内的ROS，减少干旱胁迫ROS对植物的氧化损伤。这些结果说明BnaTT8可以通过控制整体植株的抗氧化水平调控油菜的抗旱性。 3.干旱胁迫下BnaTT8基因突变体植株中黄酮醇含量降低，黄酮醇苷总含量升高。因为黄酮醇能够减少ROS的积累，抑制气孔关闭，所以BnaTT8可能通过控制黄酮醇的含量影响ROS的积累，从而调控气孔运动。另外，BnaTT8还可能通过控制黄酮醇苷这种抗氧化活性物质调控整体植株的抗氧化水平。 4.通过对正常和干旱胁迫下BnaTT8基因突变体及野生型植株的RNA-seq分析，鉴定了大量差异表达基因。在干旱胁迫下，BnaTT8的突变导致一些UDP葡萄糖苷转移酶（UGT）基因的表达发生显著变化。这与干旱胁迫下BnaTT8基因突变体中黄酮醇含量下降黄酮醇苷含量上升相符。 5.将不含转基因成分的BnaTT8基因突变体植株（T3代）和湖北省推广半冬性油菜品种“中双11”进行杂交得的F1代植株，其抗旱性显著高于“中双11”。 该研究通过分析BnaTT8在调控油菜抗旱性中的作用，初步探索其在油菜育种中的应用，将有助于明确BnaTT8在调控甘蓝型油菜抗旱性中的作用，为抗旱油菜品种选育提供基因资源以及理论基础。
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