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棉花(GossypiumhirsutumL.)是世界上重要的经济作物,对国民经济的发展具有重要作用。土壤盐渍化严重制约棉花的生长,也成为全球面临的严重问题之一。一直以来,人们采用传统常规选育等方法改良棉花耐盐品质,但此方法耗资大、工作量大和选择效率不高。随着基因工程技术不断发展,利用生物技术手段改良棉花品种,为创新棉花种质资源开辟了新的途径,这将极大的推动棉花遗传育种的发展。 本论文是在前期的研究基础上以棉花Coker312的下胚轴为材料,通过体细胞胚发生与农杆菌介导的遗传转化方法,成功的将目的基因IrrE导入棉花中,获得转IrrE基因的棉花。通过盐胁迫试验研究该基因是否能提高棉花的耐盐能力。主要研究结果如下: 1.在本实验室前期基础上对遗传转化体系的一些参数进行了调整,优化了棉花再生体系。研究发现在共培养阶段加入100μmol/L乙酰丁香酮同时调节培养基pH值为5.6,能够获得较高的转化效率;在体细胞胚诱导培养基上添加0.5mg/LPro和0.5mg/LGlu,采用脱水和透气处理均能提高胚性愈伤组织增长、体细胞胚诱导和萌发的能力;生根培养基添加0.3mg/LNAA,减少大量元素用量(1/2MSB)能有效提高生根率。并对组织培养过程中的愈伤组织、畸形胚、畸形苗进行总结归类,可大大提高工作效率。 2.对得到的转基因棉花进行卡那霉素涂抹的抗性试验,随后通过PCR检测和Real-timePCR等分子检测进一步证实已成功将目的基因片段转入到棉花基因组中并成功表达。 3.确定室内盐胁迫的浓度,并对转IrrE基因棉花和非转基因棉花进行盐胁迫耐受性试验。研究发现在300mmol/LNaCl胁迫下,转基因棉花的脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量比非转基因棉花的高;而细胞膜离子渗漏率和丙二醛含量明显低于非转基因棉花;在盐胁迫过程中,转基因棉花叶片中的抗氧化酶活性(POD、CAT、SOD)比非转基因棉花要高;对盐胁迫期间的叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数进行分析发现,转基因棉花叶绿素含量高于非转基因棉花。另外,转基因棉花的Fv/Fm、qP、YⅡ明显比非转基因棉花下降的速率慢,而NPQ也略高于非转基因棉花。所得到的一系列生理生化指标表明IrrE基因提高了转基因棉花的耐盐能力。