拟南芥生育酚环化酶基因(VTE1)在烟草中的表达及功能研究
维生素E(V.E.)在动物细胞内具有抗氧化等重要作用，但在植物体内的功能却鲜为人知。本研究以烟草为材料，利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法在烟草中过量表达拟南芥来源的VTE1。通过外源VTE1基因的过量表达提高内源V.E.的含量，进而研究转VTE1基因植株对胁迫的耐受性反应，以探讨植物体内V.E.含量与植物胁迫耐受性的关系，为植物抗逆机理的研究和利用奠定基础。
本实验利用CaMV35s启动子与拟南芥来源的生育酚环化酶基因(VTE1)构建的嵌合表达载体，以根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草W38。实验结果表明：
1.具有卡那霉素抗性的再生植株经PCR检测，得到了与阳性对照一致的495bp的目标片段；经RT-PCR检测，其中90％有外源基因表达。
2.转基因植株的V.E.含量比对照植株高2倍左右，个别株系高达10.16倍。
3.VTE1基因的表达受环境胁迫的影响，不同程度的冷冻、热激、PEG处理均可影响VTE1基因的表达。经过冷冻处理60分钟、热处理20小时、以及PEG处理6小时，该基因表达量均有提高。冷冻处理条件下该基因的表达量是未处理的3倍，热处理条件下是未处理的2倍左右，PEG处理是未处理的3.5倍。在冷冻、热激、PEG胁迫处理过程中，转化苗的V.E.含量变化与外源VTE1基因的表达相对应，表明转化苗的V.E.合成主要由外源VTE1基因的终产物VTE1催化；在冷冻、热激、PEG胁迫处理过程中，V.E.含量与APX、CAT、SOD等抗氧化酶活性之间存在一定程度的正相关性，表明V.E.与这些抗氧化酶共同组成了植物体内的抗氧化网络，保护植株免受氧化损伤；V.E.的变化与MDA之间存在一定程度的负相关性，减轻植物的过氧化损伤。
4.V.E.可提高植物的抗旱性，我们检测了11个转化烟草株系的叶片相对含水量(RWC)，在大多数转化烟草植株中，干旱胁迫24小时的RWC都比野生型高，高出0.16-45％(p＜0.001)。表明转基因烟草比野生型更抗旱。
5.在耐盐性实验中转基因植株对盐的抗性明显高于野生型烟草；同时，在不同盐浓度(150、250mM)胁迫下转基因植株V.E.含量比未转化植株增加了1.3-1.8倍。
这些研究结果表明，在植物体内转入V.E.代谢途径中的单个外源基因，可有效提高内源V.E.合成，提高植株对环境胁迫的抗性。
拟南芥
中国科学院植物研究所
博士
植物学
刘公社
2006
中文
S572.01;Q786
66
2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）