乙酰苯胺和2-氯苯磺酰胺诱导启动子IN2-2在植物中的表达研究
常见的植物化学诱导基因表达系统包括乙醇诱导系统、四环素诱导系统、铜诱导系统、地塞米松诱导系统等。受环境条件、诱导物稳定性以及成本等众多因素的影响，这些化学诱导系统大多停留在实验室研究范围，几乎未见在生产上广泛应用。除草剂安全剂诱导系统与上述系统相比有明显的优点。首先，该系统诱导表达不需要特定转录因子参与，可以直接作用于启动子，诱导系统简单易控;其次，诱导系统所用诱导物是除草剂安全剂，已在农业生产上广泛应用。因此该诱导系统有望在大田中得到应用。 来源玉米的IN2-2、IN2-1和IN5-2启动子能被乙酰苯胺类似物以及除草剂安全剂诱导表达。目前，主要在禾谷类作物和拟南芥上开展了相应的研究工作。本研究将IN2-2启动子和GUS报告基因融合构建载体，分别转化烟草、芥菜和番茄。分别用乙酰苯胺和2-氯苯磺酰胺两种化学物质进行诱导处理，验证该启动子在上述植物中的诱导表达情况。并对转基因番茄植株进行42℃高温处理，观察启动子在环境胁迫下的表达稳定性。实验获得以下结果: (1)转基因芥菜植株的获得 将载体PCABarIN2-2/GUS和PCABar35S/GUS对照载体用农杆菌介导法转入芥菜植株，获得6株PCABarIN2-2/GUS转基因芥菜植株和4株PCABar35S/GUS转基因芥菜植株。 (2)转基因烟草植株的获得 将载体PCAKanIN2-2/GUS和PCAKan35S/GUS对照载体用农杆菌介导法转入烟草，获得6株PCAKanIN2-2/GUS转基因烟草植株和3株PCAKan35S/GUS转基因烟草植株。 (3)转基因番茄植株的获得 将载体PCAKanIN2-2/GUS用农杆菌介导法转入番茄，获得12株PCAKanIN2-2/GUS转基因番茄植株，并获得T1代转基因植株。 (4)乙酰苯胺诱导转基因植株的GUS表达 乙酰苯胺能诱导转基因烟草叶片中IN2-2启动子控制的GUS表达，50mg/L和100mg/L诱导表达程度相当，均比200mgL诱导表达强。但三种浓度诱导表达强度都比35S启动子弱。 乙酰苯胺能诱导GUS基因在PCABarIN2-2/GUS转基因芥菜种子发芽后的子叶和胚轴中表达。100mg/L诱导表达程度和35S启动子表达相当。50mg/L和200mg/L诱导表达强度不如100mg/L。但乙酰苯胺处理后发芽时间较未处理对照野生型晚1-2天，显示乙酰苯胺有一定的抑制种子发芽的作用。 乙酰苯胺能诱导IN2-2控制的GUS基因在番茄根、茎、叶和花中表达。GUS组织化学染色显示，在诱导第3天开始有表达，第5天诱导表达最强。但根和花中表达比茎和叶中强。50mg/L和100mg/L处理诱导效果好，200mg/L效果较差。GUS酶活性测定显示，转基因番茄叶片中100mg/L在处理第5天时，表达量最高92.7nmol/min/mg。 (5)2-氯苯磺酰胺诱导转基因植株的GUS表达 2-氯苯磺酰胺对转基因芥菜种子发芽有强烈抑制，种子胚轴不能伸长。但它能诱导芥菜萌发后种子子叶和胚轴中IN2-2启动子控制的GUS表达，表达程度和35S启动子相当。但在种皮中未能诱导GUS表达。 2-氯苯磺酰胺能诱导转基因番茄根、茎、叶和花中IN2-2控制的GUS基因表达。在诱导后第4或5天表达最强。GUS酶活性测定显示，100mg/L浓度处理后3天，叶片中GUS活性达到最高表达量75.17nmol/min/mg。另外，200mg/L处理浓度对植株有药害作用。 (6) PCAKanIN2-2/GUS转基因番茄高温胁迫处理 模仿田间高温胁迫，PCAKanIN2-2/GUS转基因番茄在42℃高温处理条件下胁迫24小时，未在叶片中观察到GUS表达，仅在处理12小时后在根中有痕量的表达。
IN2-2启动子;乙酰苯胺;2-氯苯磺酰胺;植物诱导;GUS表达分析;表达稳定性
西南大学
硕士
蔬菜学
宋洪元
2014
中文
S603.6
62
2014-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）