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铝毒害被认为是酸性土壤中限制植物生长的重要因素，微量的铝离子就可以限制许多植物的生长。植物基因工程技术为这个问题的解决提供了新的思路和广阔的操作空间。有机酸可以螯合铝离子，从而缓解铝的毒害作用。所以，铝胁迫下的植物根部有机酸分泌被认为是非常重要的耐铝机制。有机酸作为三羧酸循环的中间产物，在线粒体中大量存在，而有机酸从线粒体转运到细胞质中则需要一类位于线粒体膜上的羧酸转运蛋白家族。为研究羧酸转运蛋白在植物耐铝机制中的作用，本实验室从香橙(Citru junos Sieb．ex Tanaka)中克隆得到一个编码二/三羧酸转运蛋白基因(CjDTC)，并构建超量表达载体进行烟草(Nicotiana tabacum var Xanthi)遗传转化。本论文在已有研究基础上分离克隆了该基因的上游启动子区域，并将该基因的上游启动子序列在烟草中表达，分析该启动子的表达模式。同时，研究了香橙根在受到铝毒胁迫时，CjDTC基因表达量的变化，分析了超量表达CjDTC转基因烟草中目标基因的表达量，对超量表达的转基因烟草的耐铝能力做了初步测试。
主要结果如下：
1、用YADE法克隆得到CjDTC的上游启动子序列，并将其与GUS基因融合构建了植物表达载体，并转化烟草。获得该启动子启动GUS基因表达的转基因烟草植株，经组织化学分析结果表明，该启动子能够在铝胁迫烟草幼苗根部表达。
2、将香橙根进行铝毒胁迫处理，经Northern杂交分析显示CjDTC表达受到铝离子的诱导。
3、对转基因烟草株系进行Northern杂交分析，筛选得到表达量明显提高的3个高表达转基因株系CkDTC7，CjDTC9，CjDTC16，其余株系表达较弱或无检测信号。
4、对筛选出CjDTC基因表达量明显提高的3个株系的T2代烟草纯合株系进行了耐铝检测。在100μmol/L(pH4.3)Al3+处理下，铬花菁R染色结果表明，转基因烟草在铝胁迫早期对于降低活性铝离子在烟草中积累的能力要高于野生型对照；但转基因植株的根系相对伸长率以及细胞中H2O2的含量与野生型对照相比没有明显差异。以上研究表明，CjDTC是一个与香橙耐铝密切相关的基因，超量表达CjDTC基因对于提高植物耐铝能力有一定作用，其机理还需进一步研究。