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干旱、高盐、低温等非生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量。当植物受到逆境胁迫时会作出适应性调节和反应来降低或消除逆境所造成的伤害。MYB转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,在植物中参与了细胞分化、细胞周期的调节、激素和环境因子应答,在植物抗逆胁迫过程中起着重要的作用。OsMYB3R-2基因是在水稻中被克隆到的MYB家族的基因,前期研究表明该基因能被低温、干旱、高盐等非生物胁迫所诱导。在水稻中过表达OsMYB3R-2基因,转基因水稻的对低温胁迫具有耐受性,OsMYB3R-2基因在水稻的冷胁迫信号途径中起到重要的作用,这一过程受到细胞周期及DREBCBF途径介导。本研究应用农杆菌介导的大豆子叶节转化系统对OsMYB3R-2基因进行遗传转化,对获得的转基因植株进行了非生物胁迫响应的评价。主要研究结论如下:
1)利用根癌农杆菌介导的子叶节侵染转化方法,以桂夏豆2号为外植体,成功地将OsMYB3R-2基因转入大豆。采用目的基因和35S启动子特异引物检测转基因T0到T3代株系,PCR结果表明目的基因己整合到转基因大豆基因组中。RT-PCR结果表明,OsMYB3R-2基因在大豆中得到表达。
2)利用苗期断水的干旱胁迫实验和离体叶片抗脱水能力的方法,鉴定转基因大豆对干旱胁迫的抗性。在进行干旱胁迫实验的第11天,野生型植株全部死亡,转基因植株虽然萎蔫,但是没有死亡的植株。叶片离体3小时,转基因植株离体离体叶片失水率为20.86%,而野生型为23.1%,以上结果表明转基因植株与野生型相比对干旱胁迫的抗性增强。
3)利用不同浓度NaCl对苗期的OsMYB3R-2转基因大豆和野生型进行胁迫处理,结果表明转OsMYB3R-2基因增强了大豆对盐胁迫的耐受性。
4)将苗期转基因大豆与野生型对照经干旱和高盐胁迫处理的植株分别取样,测定其生理指标。测定结果表明,干旱和盐胁迫会导致野生型和转基因型植株的可溶性糖和脯氨酸含量升高,转基因型植株的可溶性糖为野生型的1.97倍,脯氨酸含量为野生型的2.23倍,丙二醛含量差异不显著。
综上所述,利用农杆菌介导的大豆子叶节转化体系将OsMYB3R-2基因转入到桂夏豆2号中。利用PCR和RT-PCR技术对OsMYB3R-2转基因各世代材料进行了分子确认。获得的OsMYB3R-2转基因株系增强了对干旱和高盐等非生物胁迫的抗性,为大豆的抗逆育种提供材料。