轉(zhuǎn)YHem1基因番茄植株耐鹽機(jī)理研究.pdf

1、番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是茄科(Solanaceae)番茄屬(Lycopersicon)中多汁漿果類的草本植物。番茄是保護(hù)地內(nèi)經(jīng)濟(jì)效益較高的蔬菜之一，也是露地及設(shè)施栽培的主要蔬菜品種，然而近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，灌溉農(nóng)業(yè)和設(shè)施農(nóng)業(yè)都會(huì)不同程度地引起土壤的次生鹽漬化，而且日益突出，已嚴(yán)重影響到番茄的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何提高番茄耐鹽性是解決好番茄產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 5-氨基乙酰丙

2、酸(ALA)具有提高植物抗逆性效應(yīng)。在動(dòng)物及酵母中，ALA合酶是ALA合成的限速酶。酵母中，ALA合酶由Hem1基因編碼;擬南芥中ALA生物合成的關(guān)鍵酶GluTR由HemA1基因編碼，并受到光敏型啟動(dòng)子調(diào)控。最近，張治平將擬南芥光敏型啟動(dòng)子控制的釀酒酵母ALA合酶基因(YHem1)轉(zhuǎn)入番茄體內(nèi)，得到轉(zhuǎn)基因植株，并且證明它具有更強(qiáng)的光合能力，但尚不清楚YHem1基因轉(zhuǎn)化對(duì)番茄植株耐鹽性影響。本試驗(yàn)以轉(zhuǎn)基因番茄T2代為材料，研究了200mm

3、ol·L-1 NaCl脅迫下植株葉片ALA代謝、光合特性、活性氧代謝與耐鹽性的關(guān)系，證明YHem1轉(zhuǎn)入可以提高植物耐鹽性。現(xiàn)將主要結(jié)果介紹如下:
　　 1.NaCl脅迫明顯降低轉(zhuǎn)基因及野生型番茄ALA合成與代謝能力，降低葉綠素含量，但是，由于轉(zhuǎn)基因番茄體內(nèi)存在ALAS活性，因此無(wú)論有無(wú)鹽脅迫，轉(zhuǎn)基因植株的內(nèi)源ALA含量、ALA合成能力、ALA代謝能力以及葉綠素含量均顯著高于野生型。YHem1和HemB(ALA脫水酶編碼基因)的相

4、對(duì)表達(dá)量隨鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下調(diào)，轉(zhuǎn)基因番茄HemB相對(duì)表達(dá)量顯著高于野生型，說(shuō)明番茄體內(nèi)YHem1基因表達(dá)對(duì)鹽脅迫是敏感的，但轉(zhuǎn)入YHem1基因能夠促進(jìn)ALA代謝關(guān)鍵酶基因表達(dá)。另外，無(wú)論在適境還是逆境下，轉(zhuǎn)基因番茄HemA(GluTR編碼基因)以及GSA(GSA-AM編碼基因)的表達(dá)量均低于野生型，說(shuō)明轉(zhuǎn)入YHem1基因抑制了植物原有的ALA生物合成途徑中相關(guān)基因表達(dá)。
　　 2.NaCl脅迫降低番茄葉片的凈光合速率(P

5、n)、葉綠素?zé)晒猱a(chǎn)額以及植株生物學(xué)產(chǎn)量，但是，轉(zhuǎn)YHem1基因番茄保持較高的葉片光合性能指數(shù)(PIABS、PICS)和電子傳遞到QA-下游的其他電子受體的概率(ψo(hù))，單位受光面積電子傳遞能量(ETo/CS)和單位有活性的反應(yīng)中心用于電子傳遞的能量(ETo/RC)顯著高于野生型，還有較低的熱耗散(DIo/CS、DIo/RC)，K相可變熒光占J相可變熒光的比例(Wk)和QA被還原的最大速率(Mo)低于野生型。另外，轉(zhuǎn)基因番茄葉片保持較高的

6、光合酶(Rubisco活化酶以及Rubisco小亞基)相對(duì)表達(dá)量，暗示著轉(zhuǎn)入YHem1基因可以提高番茄葉片光合暗反應(yīng)能力。這種效應(yīng)在鹽脅迫下仍然表現(xiàn)得很明顯。
　　 3.NaCl脅迫明顯增加野生型番茄葉片O2(·)產(chǎn)生速率、H2O2和丙二醛(MDA)含量，而超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)和抗壞血酸過(guò)氧化酶(APX)等抗氧化酶活性呈現(xiàn)先上升后降低趨勢(shì)。與野生型植株相比，轉(zhuǎn)基因植株抗氧化酶活性始