轉TaCHP基因耐鹽堿小麥的理化分析.pdf

1、小麥是甜土作物，土壤鹽堿化是限制小麥生長、發(fā)育和產量提高的主要因素。隨著分子生物學的發(fā)展，利用轉基因技術進行小麥耐鹽堿遺傳改良是分子育種的新方向。
　　實驗室前期利用不同轉化法，經抗生素篩選和分子鑒定獲得兩組轉TaCHP基因小麥株系;以普通小麥濟南17(JN17)為親本，經莖尖生長點轉化法獲得的T6代轉基因系No.25-2-5和No.33-2-3;以普通小麥周麥22(Zhou22)為親本，經愈傷組織轉化法獲得的T4代轉基因系No.

2、21-1-3、No.26-12-5和No.27-6-8。
　　本課題以這兩組轉基因系和各自的親本對照為研究對象，進行如下實驗;
　　1)、實驗室中，進行了轉基因小麥在鹽(NaCl)、堿鹽(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)及混合鹽堿[NaCl+(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)]的水溶液脅迫下種子萌發(fā)和早期幼苗生長發(fā)育實驗;營養(yǎng)土和鹽堿土中，種子萌發(fā)和早期幼苗的生長發(fā)育實驗。
　　2)、普通土和鹽堿土試驗田中，對

3、兩組轉基因系進行了小麥部分生長發(fā)育期（苗期、返青期和灌漿期）形態(tài)特征觀察記錄、理化指標測定和農藝性狀統(tǒng)計，并進行產量相關性分析。
　　3)、在梯度鹽池和堿池中，對T4代轉基因系進行農藝性狀和產量相關性分析。
　　主要研究成果;
　　1、實驗室中，在萌發(fā)期，NaCl水溶液處理的兩組轉基因系表現(xiàn)出比各自親本更強的耐鹽性;堿性鹽水溶液處理下差異不顯著;混合鹽堿[25mMNaCl+50mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)

4、]水溶液處理下，兩組轉基因系的生長狀態(tài)與各自的親本對照差異不顯著;混合鹽堿[50mMNaCl+25mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)]水溶液處理組，兩組轉基因系的相對胚芽長度大于各自的親本對照。在苗期，NaCl水溶液處理的轉基因系表現(xiàn)出與萌發(fā)期一致的強耐鹽性;兩組轉基因系在苗期均表現(xiàn)出高于各自親本對照的耐混合鹽堿脅迫特性。
　　2、實驗室中，點種在營養(yǎng)土中的種子，24 h后即開始萌動和快速生長，萌發(fā)至第4天時，種子幾乎全部

5、發(fā)芽;點種在鹽堿土中的種子，48 h后才陸續(xù)開始萌動，隨后幾天陸續(xù)出芽和生長，且發(fā)芽率低于前者;兩組轉基因系種子的萌動及發(fā)芽率都優(yōu)于各自的親本對照。生長在營養(yǎng)土中20天的轉基因植株生長量與親本差異不顯著，生長在鹽堿土中的轉基因株系生長量均高于各自的親本對照，且總體顯著低于營養(yǎng)土中。
　　3、通過對生長在鹽堿土試驗田中的兩組轉基因系的葉片和根系的理化指標分析發(fā)現(xiàn)，各發(fā)育期（除返青期根系）的K+/Na+值顯著高于各自的親本對照，且葉片

6、高于根中。兩組轉基因系各時期葉片和根系的MDA含量都顯著低于親本對照（除返青期葉片）。與K+/Na+值不同的是，隨著發(fā)育進程的推進，葉片及根中MDA含量都明顯升高。
　　4、普通土試驗田中，莖尖轉化法獲得的兩個轉基因系產量較JN17分別提高了3.37％和4.53％，但在經愈傷組織法獲得的轉基因系與親本Zhou22的對比發(fā)現(xiàn)無顯著差異;農藝性狀中，小穗數(shù)和分蘗數(shù)與畝產相關性最大。鹽堿土試驗田中，兩組轉基因系的產量較其各自的親本都有所

7、提高;農藝性狀中，株高、旗葉長度和小穗數(shù)與畝產相關性最大，其中，株高呈負相關，后兩者呈正相關。
　　5、對梯度鹽池及堿池的農藝性狀分析顯示，在一定濃度的鹽(0-0.8％NaCl)和堿鹽(0-80mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1))脅迫的范圍內，小麥產量隨處理濃度的增加總體有降低的趨勢。但當鹽、堿鹽處理濃度達到較大值[0.8％NaCl，80mM堿池(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)]時，轉基因系產量高于親本對照Zhou2

8、2，此時，在0.8％ NaCl鹽池中，三個轉基因系的產量分別較親本對照提高了0.03、0.37和0.16倍，80mM(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)堿池中，三個轉基因系的千粒重分別較親本對照提高了的0.18、0.37和0.57倍。
　　綜上，實驗室中，鹽堿脅迫下的兩組轉基因系，在種子萌發(fā)和苗期生長所測的各指標均優(yōu)于各自的親本對照;鹽堿土試驗田中，兩組轉基因系均通過離子調節(jié)和氧化酶活性調節(jié)保護質膜免受鹽堿傷害，以維持植物體正常