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抗坏血酸(VC)又称维生素C(L-ascorbic acid,AsA),是一种能防治坏血病的水溶性维生素,主要存在于新鲜水果及蔬菜中,是人体不可缺少的微量营养物之一。人类自身因缺乏合成维生素C的关键酶L-古洛糖内酯氧化酶而不能合成维生素C,只能靠从食物中摄取以满足其生理需要。故植物中的维生素C是人类所需的主要来源。最新的研究表明,正常人体每天必需的维生素C的含量为200-400mg甚至更高。但大多数作物中维生素C的含量都比较低,所以提高作物中的维生素C的含量是育种中长期追求的目标;同时,由于植物体内维生素C还在抗氧化和清除自由基、光合作用和光保护、细胞的生长和分裂、参与某些植物激素的合成及信号传递等诸多方面起着非常重要的生理功能(Conklin,2001),因此维生素C的多寡也是关系植物自身生存的重要性状。苹果是世界四大水果之一,在国内无论面积和产量均位居水果之首。但是苹果的维生素C含量很低。因此,如果能培育出高Vc的苹果,不仅可以使其营养价值增高,而且还能提高苹果本身的抗逆性,更适于在盐碱地种植。紫花苜蓿(Medicago sativa)是目前常用的绿肥植物,常作为果园绿肥进行栽植,可以改良果园土壤的不良状况,改善果园的小气候。为了改良和开发盐碱地,以筛选出的耐盐紫花苜蓿品种为外植体进行耐盐基因的转化,不仅对于果树的增产丰收是有利的,而且还可以作为牧草进行饲喂,发展副业。这对于渤海湾地区充分利用盐碱地,发展农业,改善环境,为农民创收都是有重要意义的。本试验通过高效载体的介导和转基因工程技术,以北方盐碱地常用苹果砧木八棱海棠(Malus robusta)和较耐盐的苜蓿(M.sativa)龙牧801为材料,分别将影响植株抗坏血酸合成和代谢的GalUR基因和调节耐盐基因、耐旱基因、抗氧化基因等抗逆基因表达的调控基因HS转录因子导入其中,并对转Fe3+-螯合物还原酶基因-FRO2基因苹果和非转基因苹果中GalUR基因的表达进行了分析,探讨了苹果中铁和抗坏血酸含量之间的关系。论文的研究结果如下:1.以北方盐碱地常用苹果砧木八棱海棠(M.robusta)为材料,首次将影响植株抗坏血酸合成和代谢的GalUR基因导入其中,并获得了大量转基因八棱海棠突变体。实验中得出GalUR基因转化八棱海棠苹果筛选的除草剂浓度为5mg/L;以破坏生长点的茎尖为外植体转化率最高。2.分析了苹果GalUR基因的表达,得出缺铁胁迫可以诱导苹果叶片中GalUR基因的表达;不同苹果种类中,叶片GalUR基因的表达基本相同;Fe3+-螯合物还原酶基因-FRO2基因的转化,显著增加了GalUR基因的表达,但该基因的表达因缺铁胁迫而被抑制,因此,认为在苹果中铁含量与抗坏血酸有一定的关系;苹果的不同部位、不同器官GalUR基因的表达不同,GalUR基因表达强弱顺序为:对于非转基因苹果种类,果实中GalUR基因的表达强于在叶片中的表达,对于转基因苹果叶片中GalUR基因的表达强于根。3.根据培养基、盆栽耐盐胁迫试验和六项生长生理指标的分析,对8个较耐盐的苜蓿(M.sativa)品种进行了抗盐筛选。结果为:w1323、劳博为1级,耐盐性最强;其次是龙牧、青睐为2级,耐盐性较强;创新、苜蓿王为3级,耐盐性中等:中苜为4级,耐盐性较差;皇后为5级,耐盐性最差。4.首次将HS耐盐转录子导入紫花苜蓿(M.sativa),并获得了大量转基因苜蓿突变体,建立了高效的苜蓿转化体系。实验中得出HS转录子基因转化苜蓿筛选的除草剂浓度为4mg/ml。高愈伤率、再生率的MS+2,4-D0.8mg/L+KT2mg/L和MS+BA 4mg/L培养基配方是高效的苜蓿转化体系的核心内容。