过量表达蔗糖转运蛋白基因增强转基因小麦的耐旱性

【目的】创制过量表达TaSUT1A的转基因小麦，分析TaSUT1A在转基因小麦中的遗传及其对干旱胁迫的应答反应，选育抗旱的转基因小麦新种质。【方法】采用基因重组技术构建了TaSUT1A表达载体，利用基因枪介导法将该载体转入小麦品种科农199，通过Bialaphos筛选、转化植株基因组DNA PCR验证获得转基因T0植株；利用RT-PCR检测TaSUT1A在转基因T3植株中的表达情况，在此基础上，对3个转基因系的T4转基因植株进行抗旱性鉴定和抗旱相关生理指标分析，验证其抗旱能力。【结果】经PCR检测和RT-PCR验证，获得了转TaSUT1A小麦阳性植株，与非转基因对照相比，20%PEG胁迫处理显著诱导了转基因株系根叶组织中目标基因TaSUT1A的上调表达。抗旱鉴定和抗性生理分析显示，在20%PEG 胁迫处理下，转基因株系的萌发率比非转基因对照平均提高了32.8%，显著高于非转基因对照，并促进初生根的萌发和生长，初生根长和胚芽鞘长比非转基因对照平均增加了81.72%和170.77%；在20%PEG胁迫处理下，转基因植株叶组织中的蔗糖和可溶性糖平均提高了42.95%和36.56%，根中蔗糖和可溶性糖平均提高了58.01%和43.01%，均显著高于非转基因对照植株；与未胁迫处理相比，20%PEG胁迫处理后非转基因植株叶中的SOD活性由105.4 U·g-1FW升高到139.1 U·g-1FW，而转基因植株的活性由107.7—115.3 U·g-1FW提高到168.2—211.6 U·g-1FW，显著高于非转基因对照，同时，转基因小麦株系的MDA的产生较非转基因对照平均降低了37.47%，显著减少了MDA的产生。【结论】TaSUT1A在参与植物的逆境应答反应机制中具有重要作用，促进逆境胁迫中小麦的萌发和生长，超量表达TaSUT1A可显著提高转基因小麦的耐旱能力。