多毛番茄(Lycopersicon hirsutum)中抗冷转录因子LhCBF1基因的遗传转化

• 作 者: 朱文哲
• 机 构: 东北农业大学 东北农业大学
• 出 处: 东北农业大学
• 发表日期: 2010年01期
• 关键词: 多毛番茄

番茄是一种重要的蔬菜作物,在世界各地均有栽培,但在生产过程中,经常遭受低温冷害,因而降低了经济效益,影响番茄生产。而多毛番茄是一种野生番茄,属番茄属。相关研究表明,它具有耐低温甚至是抗冻的特性。通过对多毛番茄叶片的观察,其表面有厚密的绒毛,而普通番茄不具备此特点,推测多毛番茄表面的绒毛可能在一定程度上提高了其耐冷能力。另外,多毛番茄耐冷性的提高可能受到耐冷途径的调控,例如膜脂相变程度小、膜结构的调整能快速适应低温、代谢调整等一些生理生化的变化。推测多毛番茄自身可能具有独特的功能强大的耐低温或抗冻基因。目前.,植物耐冷性基因研究焦点则主要集中在抗冷转录因子CBF基因上。在寒冷条件下,细胞严重脱水,最先受到损伤的是植物的细胞膜。植物遇冷时,CBF基因调控的耐冷相关基因表达阻止了细胞膜脂双层向六角形11相脂的转变,防止低温引起的细胞脱水,而多毛番茄表面有厚密的绒毛覆盖,同时类番茄茄的叶片窄小而且薄,因此我们推测,在多毛番茄和类番茄茄的耐冷机制中,CBF1基因调控的耐冷途径占主导地位。
　　1.本试验以普通番茄金棚1号、较耐冷的普通番茄L402和多毛番茄为试验材料,在5℃低温条件下比较了不同处理时间对多毛番茄和普通番茄的生理生化机制的影响。通过5℃低温胁迫处理此三种番茄,然后参照普通番茄的生理生化变化情况来探讨多毛番茄的耐冷性生理机制。研究结果表明:(1)随处理时间的延长,多毛番茄的丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2-)含量显著低于普通番茄,而超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(ASA)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性则显著高于普通番茄。(2)经5℃低温处理24h后多毛番茄叶片无明显变化,而普通番茄叶片出现了萎蔫症状。
　　2.在初步确定了多毛番茄的耐冷机制的基础上,本研究以CBF1基因为材料,将其与载体构建并取得了以下结果:(1)分别构建了强组成型启动子CaMV35S和冷诱导型启动子Rd29A调控的多毛番茄中CBF1基因的植物表达载体pCAMhp1033和pRDhp1033。(2)分别构建了强组成型启动子CaMV35S和冷诱导型启动子Rd29A调控的类番茄茄中CBF1基因的植物表达载体pCAMhp2408A和pRDhp2408。
　　3.通过农杆菌介导法,将CBF1基因遗传转化到番茄品种Micro-tom,对转基因植株进行检测,研究结果如下:(1)获得再生植株19株,其中移入土中的有13株,未移入土中的有6株。对此13株植株进行PCR分子检测,获得阳性植株8株。(2)检测了转基因植株的低温耐性,5℃低温胁迫处理条件下,生理生化指标分析结果显示:超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(ASA)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著高于未转基因植株。而转基因植株的丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2-)含量则显著低于未转基因植株。且经5℃低温处理后转基因植株叶片无明显变化,长势好于未转基因植株。