转ZmPEPC与ZmPPDK基因拟南芥对干旱胁迫的反应

分子植物育种, 2 0 1 3年,第1 1卷,第 4期,第4 7 7— 4 8 4页 Mo l e c u l a r P l a n t Br e e d i n g, 2 01 3, Vo 1 . 1 1, No . 4, 4 7 7— 4 8 4

研究论文 Re s e a r c h Ar t i c l e

转Z m P E P C与 Z m P P D K基因拟南芥对干旱胁迫的反应 杜西河 0 3 许为钢胡琳。 3, 4张磊李艳 j ̄ 4齐学礼 0 王会伟 3’ 4王玉民, 2 3, 4 1河南农业大学农学院,郑州, 4 5 0 0 0 2; 2河南省农业科学院小麦所,郑州, 4 5 0 0 0 2; 3国家小麦工程实验室,郑州, 4 5 0 0 0 2; 4农业部黄淮中部小麦 生物学与遗传育种重点实验室,郑州, 4 5 0 0 0 2

通讯作者, x u wg 1 9 5 8@s o h u . c o m

为探究干旱胁迫对转玉米高光效基因 Z m P E P C与 Z mP P D K拟南芥的影响,本研究选用 2个转 K基因株系 ( P K1 7, P K2 6 ), 1个转船尸 C+ 基因株系( P C K1 1 0 )

咫P c基因株系( P C 9 0, P C 7 3 ), 2个转

和对照株系( GL C )为试验材料。在幼苗期分别用 l 5 0 mmo l/ L和 2 5 0 mmo l/ L甘露醇( Ma n n i t o 1 )模拟干旱胁迫 处理,测定幼苗根长,结果显示,在胁迫处理下,转P E P C、 P P D K和 P E P C+ P P D K基因拟南芥幼苗的平均相对根长分别较对照增加了 4 3 . 8%, 4 8 . 4%和 5 0 . 6%。在成株期进行干旱胁迫处理,测定莲座叶片的叶绿素荧光参

数,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量和成株死亡率,结果显示,在胁迫处理下,供试材料增加, / 减小,对照增幅最大,为2 0 . 4%,/ 最小,为0 . 7 8;转船尸 C、尸 P D和 P E P C+ P P D K基因拟南芥株系平均相对叶绿素含量分别较对照增加 1 2 . 6%, 1 5 . 4%和 2 3 . 1%;可溶性糖含量分别较对照增加 3 . 0%, 1 6 . 3%和 2 4 . 4%;可溶性蛋白含量分别较对照增加 0 . 6%, 1 0 . 8%和 1 5 . 4%;丙二醛含量较对照降低,分别为对照

的 9 3 . 5%, 9 0 . 3%和 8 4 . 1 O%;死亡率分别为 l 2 . 3%, 1 3 . 3%和 6 . 7%,极显著低于对照 ( 8 7 . 7%) f P< 0 . 0 1 )。上述结果表

明,玉米高光效基因 Z mP E P C和 Z m P P D K可增强拟南芥抵抗干旱胁迫的能力,且这两个基因的共表达可能存在协同作用。 关键词咫P C基因, P P D K基因,干旱胁迫,转基因拟南芥

Re s p o n s e o f Ma i z e C4一 t y p e P EP c a n d P P DK T r a n s g e n i c A r ̄ i d o p s i s P l a n t s t o Dr o ug h t - S t r e s s D u Xi h e 1 2, 3 4, X u We i g a n g Yum i n g , 1 Ag r o n o my Co l l e g e o f He n a n A . g r i c ul t u r a l Un i v e r s i t y, Zh e ng z h o u, 4 5 0 0 0 2;2 I n s t i t u t e o f Wh e a t, He n a n Ac a d e my o f Ag r i c ul t u r a l S c i e n c e s, Zh e ng— z h o u, 4 5 0 0 0 2;3 Na t i o n a l La b o r a t o r y o f Wh e a t En g i n e e r i n g, Zh e n g z h o u, 4 5 0 0 0 2; 4 Ke y L a b o r a t o y r o f h W Hu a n g - h u a i Re g i o n, Mi n i s t y r o f Ag r i c u l t u r e, Z h e ng z h o u, 4 5 0 00 2 e a t Bi o l o g y a n d Ge n e t i c Br e e d i n g i n Ce n t r a l

Hu L i n Z, h a n g L e i

L i Ya n

Q i X u e l i

Wa n g H u i we i

Wa n g

C o r r e s p o n d i n g a u t h o r, x u w g 1 9 5 8@s o h u . c o m DOI:1 0 . 3 9 6 9/ mp b . 01 1 . 0 0 0 4 7 7

Abs t r a c t Tr a ns f or ma t i o n a n d h i g h e ic f i e nc y e

xp r e s s i o n of ke y e n z y me s g e n e of C4 ph o t o s y n t he t i c c h a r a c t e r - i s t i c s i n t o C3 pl a n t s a r e s u pp o s e d t o e n ha nc e t h e ph o t os n t y he t i c e ic f i e nc y a n d s e e d y i e l d f o r C3 c r o p. Ph os pho e n—

o l p y r u v a t e c a r b o x y l a s e ( P E P C ) a n d P y r u v a t e o r t h o p h o s p h a t e d i k i n a s e( P P DK ) a r e k n o w n t o p l a y t h e k e y r o l e s i n C 4 p a t hwa y.a n d i t ha s be e n c o nf ir me d t h a t t he p ho t o s nt y h e s i s a nd e nz y me s a c t i v i t i e s o f t h e PEPC o r P PDK we r e

e l e v a t e d b y i n t r o d u c i n g P EP C o r P P DK g e n e i n t o C p l a n t s . I n o r d e r t o d e t e r mi n e t h e d r o u g h t— S re t s s t o l e r a n c e o f t h e

t r a n g e n i c A r a b i d o p s i s c o n t a i n i n g Z m P E P C a n d Z m P P D K, i f v e T 6 g e n e r a t i o n p u r i i f e d l i n e s o f t r a n s g e n i c p l a n t s ( 2 、 i n e s c o n t a i n t h e P E P C . 2、 i n e s c o n t a i n t h e P P D K a n d 1 l i n e c o n t a i n s P E P C+ P P D K ) a n d w i l d A r a b i d o p s i s we r e s e l e - 收稿日期: 2 0 1 3— 0 3— 2 8 接受日期: 2 0 1 3— 0 5— 3 1 网络出版日期: 2 0 1 3—

0 6— 1 7

URL: h t t p: N 5 t h . s o p h i a p u b l i s h e r . c o m/ a b s t r a c t一 1 5 2 6一 mp b o p a

基金项目:本研究由国家科技支撑计划项目资助( 2 0 1 1 B AD 0 7 B 0 1 )、现代农业产业技术体系专项资金资助( C AR S一 3— 1— 9 )、国家转基因生物新品种培育科技重大专项资助 ( 2 0 1 1 Z X0 8 0 0 2一 o 0 3 )和国家自然科学基金项目资助 ( 3 0 9 7 1 7 8 5 )共同资助

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