烟草、马铃薯超表达SMT响应硒胁迫的生理特性及抗虫性分析
Analysis of physiological characteristics and insect-resistance on Overexpression of Selenocysteine Methyltransferase in Response to Selenium Stress in Tobacco and Potato
硒代半胱氨酸甲基转移酶基因(SMT)在聚硒植物硒代谢过程中具有非常重要的作用.它通过催化硒代半胱氨酸(SeCys)进行甲基化反应生成甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys),从而减少了硒直接掺入到蛋白质所导致的硒中毒.SMT基因可以提高植物的硒耐受和硒积聚的水平,暗示了其在转基因植物研究中的潜在应用价值.本文利用农杆菌GV3101(含pBI121-SMT质粒)介导了烟草和马铃薯遗传转化并进行多代的PCR检测;比较研究了转SMT基因烟草和马铃薯与普通烟草、马铃薯植株在不同浓度硒处理下的生长生理效应、硒含量差异;模拟研究了不同硒浓度对蚜虫的毒杀效应,结果如下: 1. 采用农杆菌介导法转化烟草和马铃薯,对其进行了多代PCR检测,显示成功获得了含有外源基因的转基因烟草和马铃薯. 2. 对不同浓度硒处理转基因植株和普通植株进行了生长分析结果显示:硒处理下转基因植株的叶数,根长,茎长,全长(冠+根),叶重,根重,茎重,单株重等生长指标均高于普通植株,在20 mg/L硒处理下转基因烟草的叶重,根重,总重以及在40 mg/L硒处理下的根长均显著性高于普通烟草;在10 mg/L硒处理下转基因马铃薯叶数,叶重显著性高于普通马铃薯,在20 mg/L硒处理下转基因马铃薯总重显著高于普通马铃薯,而叶数,叶重极显著高于普通马铃薯,在40 mg/L硒处理下转基因马铃薯茎重极显著高于普通马铃薯. 3. 转基因烟草GSH-Px活力随着硒浓度的增加逐渐增加,普通烟草GSH-Px活力在硒浓度为20 mg/L时达到最高值,而后随着硒浓度的增加GSH-Px活力开始降低;10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L硒处理与0 mg/L(对照)比较,转基因烟草GSH-Px活力分别增长了202.19%、232.75%、568.24%,普通烟草GSH-Px活力分别增长了314.63%、543.61%、525.52%.在10 mg/L 、20 mg/L硒处理时普通烟草GSH-Px活力极显著高于转基因烟草,前者GSH-Px活力分别是后者的1.65倍和2.48倍.转基因马铃薯GSH-Px活力与对照比较在10 mg/L硒处理没有明显变化,而普通马铃薯GSH-Px活力在10 mg/L硒处理时极显著增加,20 mg/L硒处理,转基因马铃薯和普通马铃薯GSH-Px活力均明显提高,分别增加187.83%和187.39%.方差分析表明:转基因马铃薯GSH-Px活力在20 mg/L硒处理与对照和10 mg/L硒处理间均有极显著差异;普通马铃薯GSH-Px活力在10 mg/L、20 mg/L硒处理与对照间差异极显著;10 mg/L硒处理时普通马铃薯GSH-Px活力极显著高于转基因马铃薯,前者GSH-Px活力是后者的1.84倍. 4. 对不同浓度硒处理转基因植株和普通植株进行了硒含量测定.结果显示:烟草植株不同部位的硒含量是叶>根>茎,转基因烟草根,茎,叶中的硒含量普遍低于普通烟草,但40 mg/L硒处理转基因马铃薯,其硒含量较普通烟草却高1.91倍,显示有一定程度的聚硒潜力. 5. 应用蔗糖加不同浓度硒,模拟硒对蚜虫的生长的影响.结果显示:2 mg/L硒处理有利于蚜虫生存,4 mg/L硒处理对蚜虫的毒害作用开始显现,6 mg/L-10 mg/L硒处理对蚜虫有毒害效应,死亡率极显著高于对照.??
- 作者：
- 姚新
- 学位授予单位：
- 云南农业大学
- 专业名称：
- 农药学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2009年
- 导师姓名：
- 肖春
- 关键词：
- SMT；转基因烟草和马铃薯；耐硒生理；蚜虫致死效应
- SMT；transgenic tobacco and potato；physiology of selenium tolerance；lethal effect on aphid