论文部分内容阅读
光合作用是绿色植物在光照条件下将二氧化碳和水转化为有机物的过程，它能够为植物的生长和发育提供物质和能量，是植物生长发育的基础。光呼吸是光合作用中一个耗能的副反应，很多学者设想通过抑制光呼吸来提高光和效率，但随后研究发现光呼吸在植物生理上有着非常重要的作用。相关研究表明光呼吸是植物体内防止活性氧积累和伤害的一道防线。乙醇酸氧化酶（Glycolate oxidase，GO，EC1.1.3.15）是植物光呼吸过程的关键酶，可将乙醇酸催化为乙醛酸，并同时产生H2O2。已有研究报道干旱胁迫可以提高GO活性并可以诱导其基因的表达，表明GO与逆境之间存在着一定的关系。因此，在分子水平上探讨GO的生理功能和作用机制是非常有意义的，并且了解GO在植物逆境中的作用能够为植物抗逆基因工程提供非常重要的基因资源。本试验是对拟南芥Glycolate oxidase1（GO1）基因功能的深入研究。首先，通过RT-PCR方法，从拟南芥cDNA中扩增得到GO1基因，其ORF片段大小为1104bp，编码368个氨基酸。其次，构建植物表达载体pGWB2-GO1，利用农杆菌介导法转化模式植物拟南芥，筛选并获得T2代纯合转基因植株。最后，鉴定转基因植株的逆境生理。GO活性测定结果显示，GO1转基因拟南芥Line2和Line5叶片中GO活性分别是野生型WT的1.1和1.35倍；Glyoxylate的含量测定结果显示，Line2和Line5叶片中Glyoxylate的含量分别是WT的1.7和2.0倍，说明GO1基因在转基因拟南芥中得到了成功表达。野生型拟南芥WT、pGWB2转基因拟南芥pB2和GO1转基因拟南芥Line5经不同浓度NaCl及Mannitol胁迫处理后，Line5的主根长度均高于WT和pB2；经不同浓度H2O2胁迫处理后，Line5的生长状况及叶片褪绿情况均好于WT和pB2；经不同浓度NaCl、Mannitol及H2O2胁迫处理后，Line5叶片中APX和CAT酶活性均高于WT和pB2。上述结果证明GO1基因的过量表达能够在一定程度上提高拟南芥对盐、干旱及氧化胁迫的抗逆性。