1、植物直接生活在復(fù)雜多變的自然環(huán)境中。干旱、鹽堿、寒冷及高溫等逆境是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要原因。在逆境脅迫下,植物會(huì)發(fā)生各種生理生化改變,產(chǎn)生活性氧,使植物受到生理傷害,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致植物死亡。為適應(yīng)逆境,植物在漫長的進(jìn)化過程中演化出了對(duì)這些逆境脅迫的應(yīng)答機(jī)制,例如:氣孔關(guān)閉、細(xì)胞膜及胞質(zhì)成分的改變等。
　　在對(duì)逆境脅迫基因啟動(dòng)子區(qū)分析的研究中,發(fā)現(xiàn)許多基因的啟動(dòng)子區(qū)含有保守序列:A/GCCGAC,即脫水應(yīng)答元件(DRE)。1997年

2、,Stocking等人用酵母一元雜交從擬南芥中分離了一個(gè)DRE/CRT結(jié)合蛋白CBF1以來,已克隆到了許多DREB相關(guān)基因(DREB-like),這些基因產(chǎn)物能夠結(jié)合啟動(dòng)子區(qū)的DRE/CRT元件,啟動(dòng)一系列抗逆基因的表達(dá),并賦予植物耐鹽、干旱、寒冷、高溫等能力。在植物抗鹽基因工程領(lǐng)域,DREB家族基因一直備受關(guān)注,研究者通過轉(zhuǎn)基因手段將DREB導(dǎo)入植物基因組中,得到了許多抗性增強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因品種。
　　為探索DREB2ACA基因(co

3、nstitutive activate DREB2A,組成型激活DREB2A基因)在植物抗鹽反應(yīng)中的功能及其在植物抗逆基因工程中的運(yùn)用,我們用SOE-PCR(overlapping extension-PCR,重疊延伸PCR)方法克隆了DREB2ACA,并將其置于鹽誘導(dǎo)的rd29A啟動(dòng)子控制下,構(gòu)建了植物表達(dá)載體,并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將目的基因轉(zhuǎn)入煙草。RT-PCR表明,目的基因受鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。在鹽處理?xiàng)l件下,轉(zhuǎn)基因煙草比對(duì)照具有更

4、好的生長狀態(tài),含有較高的光合色素,具有較高的光合速率及較低的MDA含量。在鹽脅迫下,外源轉(zhuǎn)基因激活了煙草內(nèi)源LEA基因的表達(dá),并保持了較高的抗氧化酶活性及較高的小分子滲透保護(hù)劑脯氨酸的含量。研究表明DREB2ACA的表達(dá)提高了植物抗逆能力,該基因在抗鹽領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　類胡蘿卜素在植物生命活動(dòng)中發(fā)揮著光合作用和光保護(hù)的重要功能,是植物體內(nèi)不可或缺的重要物質(zhì)。為了研究玉米黃素對(duì)植物的保護(hù)功能,我們通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因技

5、術(shù),在煙草中強(qiáng)表達(dá)了chyB基因,通過HPLC檢測發(fā)現(xiàn),該分子操作使煙草葉黃素循環(huán)色素(玉米黃質(zhì),堇菜黃質(zhì))提高了2-4倍。在高光強(qiáng)條件下,轉(zhuǎn)基因植物能夠?qū)⒏嗟卅?胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為玉米黃質(zhì)。在紫外脅迫下,轉(zhuǎn)基因植物得到了更好的保護(hù)。在干旱條件下,轉(zhuǎn)基因植物葉片含有較少的MDA,說明其受到的膜氧化損傷較為輕微。與對(duì)照比較,轉(zhuǎn)基因植物擁有更高的光合能力,光化學(xué)效率。進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探討這種保護(hù)機(jī)制,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物有更好的抗氧化能力,但是其NP