【摘 要】
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苹果酸脱氢酶作为植物体内的关键酶,参与植物的多种生命活动。目前,针对苹果中的线粒体苹果酸脱氢酶(mMDH)和叶绿体苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)的研究较少。因此,本文主要克隆了苹果MdmMDH和MdNADP-MDH-like基因,利用农杆菌介导法,得到MdmMDH和MdNADP-MDH-like RNAi转基因植株。测定不同株系在正常生长条件和干旱胁迫条件下,形态特征、酸含量、光合速率等相关生理
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苹果酸脱氢酶作为植物体内的关键酶,参与植物的多种生命活动。目前,针对苹果中的线粒体苹果酸脱氢酶(mMDH)和叶绿体苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)的研究较少。因此,本文主要克隆了苹果MdmMDH和MdNADP-MDH-like基因,利用农杆菌介导法,得到MdmMDH和MdNADP-MDH-like RNAi转基因植株。测定不同株系在正常生长条件和干旱胁迫条件下,形态特征、酸含量、光合速率等相关生理指标,评价了MdmMDH和MdNADP-MDH-like对苹果植株生长和抗旱性方面的影响,主要研究结果如下:1.在苹果基因组中,鉴定出MD03G1240100、MD11G1259400 2个mMDH蛋白,且两者的核苷酸序列相似度为95.39%,均具有典型的PLN00106保守结构域;2个NADP-MDH-like蛋白,即MD02G1243100、MD07G1073300,核苷酸相似度为95.38%,保守结构域为PLN00112。2.克隆MdmMDH和MdNADP-MDH-like基因,构建干扰表达载体,通过农杆菌转化法侵染野生型‘GL-3’叶片,筛选获得转基因株系。3.分别对正常条件下的MdmMDH和MdNADP-MDH-like转基因株系进行表型分析,发现干扰MdmMDH基因表达会使其他同工型MDH的活性、苹果酸含量、甘氨酸、异亮氨酸含量降低,但对植株外观形态、光合作用、草酰乙酸含量无明显影响。与MdmMDH基因略有不同的是,MdNADP-MDH-like基因表达量的减少,未导致苹果酸含量的变化,而含量受影响的氨基酸有8种,包括精氨酸,赖氨酸、丝氨酸等,其光合作用也显著升高。上述结果表明,不同同工型的MDHs之间可能会相互影响,通过调节苹果酸阀,在一定程度上维持植物的正常生长发育,且MdmMDH和MdNADP-MDH-like基因的功能有所不同。此外,MdmMDH和MdNADP-MDH-like基因会影响氨基酸的代谢。4.进行短期干旱处理,发现MdmMDH转基因株系的叶片相对含水量和MdNADP-MDH-like转基因株系的光合作用均略有下降,表明MdmMDH和MdNADP-MDH-like基因在苹果植株抗旱方面发挥作用。
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