论文部分内容阅读
干旱是植物生长发育的主要环境限制因子之一,提高干旱条件下杨树的生产力是杨树性状改良的重要目标。因此,深入研究杨树中调控抗逆生长发育的生理与分子机理有着重要的理论意义和实践价值。本研究以杨树无性系717-1B4(雌株,Populustremula x P.alba,以下简称717)和过表达转基因株系(以下简称NF-YB8)及空载体转化植株(以下简称K-717)为材料,通过土壤水分控制进行不同田间持水量干旱胁迫处理,结合生理生化指标,研究转NF-YB8基因杨树对干旱胁迫的响应机制,为杨树的抗性育种研究提供重要的基础理论依据和基因应用资源。主要研究结果如下:1、成功从毛果杨中克隆出PtNF-YB8基因并建立了完整的遗传转化体系。2、克隆到的PtNF-YB8基因编码的蛋白具有螺旋-环-螺旋二级结构,含有NF-YB蛋白保守结构域和功能氨基酸,结合模式植物拟南芥NF-Y的基因进行系统进化分析,预测杨树NF-YB8转录因子可能对于调控杨树抗旱起重要作用。3、通过叶片形态、相对含水量以及叶绿素含量分析表明:干旱胁迫下,在田间持水量为50%处理下,NF-YB8株系抗旱性高于717株系和K-717株系。4、通过3个株系MDA含量的分析表明:干旱胁迫结束后NF-YB8株系MDA含量明显高于717株系和K-717株系,与其他学者研究结果有所不同,这可能与干旱胁迫时间和温室环境有关。5、通过3个株系抗氧化酶活性及脯氨酸含量的分析表明:干旱胁迫下,NF-YB8株系对干旱胁迫的响应剧烈,NF-YB8株系SOD活性、POD活性及CAT活性在干旱胁迫前期分别在3个田间持水量、田间持水量为70%和50%及田间持水量为70%处理下显著高于717株系和K-717株系,APX活性和脯氨酸含量没有显著差异,随着干旱胁迫时间的延长和胁迫程度的加剧,植株体内抗氧化酶活性会受到不同程度的抑制。复水30d后,3个株系的抗氧化酶活性大多不能恢复到正常水平,说明干旱胁迫会损伤植株机体的防御系统。本研究结果表明转NF-YB8基因杨树的抗旱性高于717株系和K-717株系,且NF-YB8基因上调表达可能是调控植物耐旱能力增强的重要因素。