转tadreb基因对小麦幼苗干旱胁迫的响应研究
植物可感知、传递逆境胁迫信号，从而诱导相关功能的基因表达，然后在生理生化上作出适应性响应。转录因子在传递信号、表达调控相关功能基因和发育阶段的调控中有重要的作用。前人有研究表明，DREB类转录因子可用于改良农作物对生物和非生物胁迫的耐性。本研究采用水培试验，以转TaDREB基因小麦不同株系为材料，设置不同的干旱胁迫水平，研究了干旱胁迫对不同转TaDREB基因小麦株系的地上部形态和地下部形态特征以及幼苗叶片光合能力的分析，以期揭示TaDREB基因对小麦幼苗响应干旱胁迫的机制。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法5
1.1试验材料 5
1.2试验方法 5
1.3测定项目与方法5
1.3.1株高、最大根长5
1.3.2幼苗干物质积累6
1.3.3光合生理参数6
1.3.4 幼苗根系扫描6
1.4 数据分析6
2 结果与分析 6
2．1 转TaDREB基因对干旱胁迫下小麦植株生物量、光合参数的影响6
2.1.1转TaDREB基因对干旱胁迫下小麦植株生物量的影响 6
2.1.2 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料叶片光合参数的影响7
2.2 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料总根长、根面积、根冠比的影响8
2.2.1 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料总根长、根面积、根直径的影响8
3 讨论10
3．1 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料植株生物量的10
3．2 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料根冠比、总根长、根面积、根直径的影响10
3．3 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料叶片光合参数的影响10
致谢11
参考文献12
转TaDREB基因对小麦幼苗干旱胁迫的响应研究
引言
引言
小麦是世界上最重要的粮食作物之一，其种植面积占粮食作物总面积的22%左右，产量占粮食总产的20%以上，是我国主要的商品粮和战略储备粮品种
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
，在粮食生产、流通和消费中具有重要地位[1]。
伴随着全球气候变化，干旱已成为限制我国小麦生产发展的主要原因之一[23]。中国北方地区在2004年和2008年都曾遭遇严重干旱，多个省市均有不同级别的旱情预警。2009年河南、山东、安徽、山西、甘肃、河北、陕西等主产省份小麦受旱总面积达1.43亿亩，与2008 年同期相比增加了1.34亿亩，这说明全国已有接近43％的冬小麦遭受干旱灾害。而且伴随着耕地面积的逐年减少，承受旱灾面积的还逐渐增加，导致我国粮食总产量正逐年下降[45]。
干旱胁迫对小麦生长发育的危害
近十几年来，全球气候变化剧烈，常发生极端逆境胁迫情况如干旱、高温、低温、渍水等，严重影响了作物的产量和品质[6]。有报告显示，过去50年来，东北、华北和西南地区全年降水量呈减少趋势，未来农业水资源量将日益短缺，灌溉农田面积将显著减少。由于升温和干旱，土壤中水分的蒸发大大加强，华北干旱化呈进一步扩张和加剧的趋势。干旱胁迫对我国冬小麦的生产有严重影响，尤其是在北方麦区，干旱是限制产量的主要因素[7]。在全球气候变化的大环境下干旱的频发也在影响世界小麦的生产[8]。
小麦干旱灾害是由于大气干旱或土壤干旱，小麦根系从土壤中吸收到的水分较少难以补偿蒸腾的消耗，从而导致植株体内水分收支不平衡，致使小麦正常生长发育受到严重影响甚至死亡，并最终导致产量减少和品质降低。水分是影响小麦生长、发育、形成产量和品质最重要的因素之一。土壤水分含量与小麦的产量和品质有密切关系，适宜的土壤水分含量不仅可以提高小麦籽粒的产量，还可以改善籽粒的品质。土壤水分过多或过少均会影响小麦的产量和品质。对于我国的许多麦田，尤其是豫西麦区，干旱是限制小麦增产的主要原因。干旱胁迫能显著影响小麦籽粒产量及各项生理活动。[9]。
干旱胁迫可造成根系干物质积累量下降、峰值延后、加速衰亡的速度，导致植株提前衰老、变黄死亡，灌浆期缩短，产量下降；根系中氮、磷积累量下降，中度以上的干旱胁迫会造成较多的氮、磷损失；根系中的含糖量下降，碳氮比失调。除此之外，干旱胁迫对小麦植株的各个生理过程都有不同程度的影响，叶片光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随干旱胁迫程度的增加呈下降趋势，而花后旗叶光合速率下降可直接导致同化产物积累量显著减少，并且降低茎秆贮藏的碳水化合物，抑制贮藏性同化物的再运转，降低灌浆速率，最终降低籽粒产量[10]。
如果在播种期发生干旱，则满足不了小麦种子萌发所需的基本水分，从而导致出苗不齐和缺苗断垄，即使勉强出苗，也会由于缺乏水分，造成小麦根系不扎实，甚至不生成次生根，导致基本苗不足，由此严重影响冬前分蘖。生殖器官形成期是小麦的水分临界期，即拔节—抽穗期。小麦若在此时期发生干旱，则会因水分供应不足，致使小麦生长发育不良，植株矮小，降低有效分蘖数、单位面积穗数和穗粒数和千粒重，严重时影响产量。在灌浆成熟期，小麦对养分的吸收、累积和运输都需要大量的水分。这一时期若发生干旱，则会由于缺乏水分供应，灌浆不足，造成籽粒重量下降。因此，在这一时期缺水是大幅降低小麦产量的主要原因。
2. 小麦DREB类转录因子对干旱胁迫的响应及可能途径
DREB转录因子（Dehydration Responsive Element Binding protein），即干旱应答元件结合蛋白，能和DRE/CRT顺式作用元件发生特异性结合，激活下游报告基因的转录。1994年，YamaguchiShinozaki第一次在拟南芥基因RD29A的启动子中发现保守的DRE（Dehydration Responsive ElemeInt）顺式作用元件，其核心序列为TACCGACAT，它对高盐、低温和干旱逆境都有响应，而且是不依赖于ABA信号转导的途径[11]；同时，在cor1 5a（拟南芥中受低温诱导的基因）启动子中发现与DRE元件相类似的序列TGGCCGAC，被命名为CRT元件[12]。在这之后，在拟南芥kin1，rd17，cor616等基因的启动子中也发现了DRE/CRT的核心序列，说明DRE/CRT顺式作用元件普遍存在于逆境胁迫应答基因的启动子之中。
DREB类转录因子属于AP2/EREBP亚族。AP2/EREBP（APETALA2/ethylene responsive element binding protein）是一类与植物的发育、激素、病原反应，以及干旱、高盐和低温胁迫应答等有关的新型转录因子。其中，DREB转录因子属于EREBP亚族的成员。
有试验表明，DREB类转录因子广泛存在于各种植物中。Shen等在干旱胁迫诱导后的小麦中得到了一个DREB转录因子基因，并命名为TaDREBl，此转录因子受高盐、低温和干旱胁迫的诱导，并且与小麦中WCS120基因的表达有密切关系[13]。张玉宝等从拟南芥中克隆了DREBIA转录因子基因，成功构建了DREBIA基因的原核表达载体，转化E. colipBI121 DE3，经1 mmol/LIPTG诱导表达获得了DREB1A蛋白[14]。Liu等从拟南芥中分离得到5个AP2/PEREBP类转录因子的基因，将其分别命名为DREBIA，DREBIB，DREBIC，DREB2A和DREB2B，并且证明低温胁迫可强烈诱导DREBIA的表达，在快速诱导2h后达到峰值，高盐或脱水处理l0h后DREB2A的表达达到峰值，且这两者都不依赖ABA途径[15]。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法5
1.1试验材料 5
1.2试验方法 5
1.3测定项目与方法5
1.3.1株高、最大根长5
1.3.2幼苗干物质积累6
1.3.3光合生理参数6
1.3.4 幼苗根系扫描6
1.4 数据分析6
2 结果与分析 6
2．1 转TaDREB基因对干旱胁迫下小麦植株生物量、光合参数的影响6
2.1.1转TaDREB基因对干旱胁迫下小麦植株生物量的影响 6
2.1.2 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料叶片光合参数的影响7
2.2 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料总根长、根面积、根冠比的影响8
2.2.1 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料总根长、根面积、根直径的影响8
3 讨论10
3．1 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料植株生物量的10
3．2 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料根冠比、总根长、根面积、根直径的影响10
3．3 不同程度干旱胁迫对不同小麦材料叶片光合参数的影响10
致谢11
参考文献12
转TaDREB基因对小麦幼苗干旱胁迫的响应研究
引言
引言
小麦是世界上最重要的粮食作物之一，其种植面积占粮食作物总面积的22%左右，产量占粮食总产的20%以上，是我国主要的商品粮和战略储备粮品种
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
，在粮食生产、流通和消费中具有重要地位[1]。
伴随着全球气候变化，干旱已成为限制我国小麦生产发展的主要原因之一[23]。中国北方地区在2004年和2008年都曾遭遇严重干旱，多个省市均有不同级别的旱情预警。2009年河南、山东、安徽、山西、甘肃、河北、陕西等主产省份小麦受旱总面积达1.43亿亩，与2008 年同期相比增加了1.34亿亩，这说明全国已有接近43％的冬小麦遭受干旱灾害。而且伴随着耕地面积的逐年减少，承受旱灾面积的还逐渐增加，导致我国粮食总产量正逐年下降[45]。
干旱胁迫对小麦生长发育的危害
近十几年来，全球气候变化剧烈，常发生极端逆境胁迫情况如干旱、高温、低温、渍水等，严重影响了作物的产量和品质[6]。有报告显示，过去50年来，东北、华北和西南地区全年降水量呈减少趋势，未来农业水资源量将日益短缺，灌溉农田面积将显著减少。由于升温和干旱，土壤中水分的蒸发大大加强，华北干旱化呈进一步扩张和加剧的趋势。干旱胁迫对我国冬小麦的生产有严重影响，尤其是在北方麦区，干旱是限制产量的主要因素[7]。在全球气候变化的大环境下干旱的频发也在影响世界小麦的生产[8]。
小麦干旱灾害是由于大气干旱或土壤干旱，小麦根系从土壤中吸收到的水分较少难以补偿蒸腾的消耗，从而导致植株体内水分收支不平衡，致使小麦正常生长发育受到严重影响甚至死亡，并最终导致产量减少和品质降低。水分是影响小麦生长、发育、形成产量和品质最重要的因素之一。土壤水分含量与小麦的产量和品质有密切关系，适宜的土壤水分含量不仅可以提高小麦籽粒的产量，还可以改善籽粒的品质。土壤水分过多或过少均会影响小麦的产量和品质。对于我国的许多麦田，尤其是豫西麦区，干旱是限制小麦增产的主要原因。干旱胁迫能显著影响小麦籽粒产量及各项生理活动。[9]。
干旱胁迫可造成根系干物质积累量下降、峰值延后、加速衰亡的速度，导致植株提前衰老、变黄死亡，灌浆期缩短，产量下降；根系中氮、磷积累量下降，中度以上的干旱胁迫会造成较多的氮、磷损失；根系中的含糖量下降，碳氮比失调。除此之外，干旱胁迫对小麦植株的各个生理过程都有不同程度的影响，叶片光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随干旱胁迫程度的增加呈下降趋势，而花后旗叶光合速率下降可直接导致同化产物积累量显著减少，并且降低茎秆贮藏的碳水化合物，抑制贮藏性同化物的再运转，降低灌浆速率，最终降低籽粒产量[10]。
如果在播种期发生干旱，则满足不了小麦种子萌发所需的基本水分，从而导致出苗不齐和缺苗断垄，即使勉强出苗，也会由于缺乏水分，造成小麦根系不扎实，甚至不生成次生根，导致基本苗不足，由此严重影响冬前分蘖。生殖器官形成期是小麦的水分临界期，即拔节—抽穗期。小麦若在此时期发生干旱，则会因水分供应不足，致使小麦生长发育不良，植株矮小，降低有效分蘖数、单位面积穗数和穗粒数和千粒重，严重时影响产量。在灌浆成熟期，小麦对养分的吸收、累积和运输都需要大量的水分。这一时期若发生干旱，则会由于缺乏水分供应，灌浆不足，造成籽粒重量下降。因此，在这一时期缺水是大幅降低小麦产量的主要原因。
2. 小麦DREB类转录因子对干旱胁迫的响应及可能途径
DREB转录因子（Dehydration Responsive Element Binding protein），即干旱应答元件结合蛋白，能和DRE/CRT顺式作用元件发生特异性结合，激活下游报告基因的转录。1994年，YamaguchiShinozaki第一次在拟南芥基因RD29A的启动子中发现保守的DRE（Dehydration Responsive ElemeInt）顺式作用元件，其核心序列为TACCGACAT，它对高盐、低温和干旱逆境都有响应，而且是不依赖于ABA信号转导的途径[11]；同时，在cor1 5a（拟南芥中受低温诱导的基因）启动子中发现与DRE元件相类似的序列TGGCCGAC，被命名为CRT元件[12]。在这之后，在拟南芥kin1，rd17，cor616等基因的启动子中也发现了DRE/CRT的核心序列，说明DRE/CRT顺式作用元件普遍存在于逆境胁迫应答基因的启动子之中。
DREB类转录因子属于AP2/EREBP亚族。AP2/EREBP（APETALA2/ethylene responsive element binding protein）是一类与植物的发育、激素、病原反应，以及干旱、高盐和低温胁迫应答等有关的新型转录因子。其中，DREB转录因子属于EREBP亚族的成员。
有试验表明，DREB类转录因子广泛存在于各种植物中。Shen等在干旱胁迫诱导后的小麦中得到了一个DREB转录因子基因，并命名为TaDREBl，此转录因子受高盐、低温和干旱胁迫的诱导，并且与小麦中WCS120基因的表达有密切关系[13]。张玉宝等从拟南芥中克隆了DREBIA转录因子基因，成功构建了DREBIA基因的原核表达载体，转化E. colipBI121 DE3，经1 mmol/LIPTG诱导表达获得了DREB1A蛋白[14]。Liu等从拟南芥中分离得到5个AP2/PEREBP类转录因子的基因，将其分别命名为DREBIA，DREBIB，DREBIC，DREB2A和DREB2B，并且证明低温胁迫可强烈诱导DREBIA的表达，在快速诱导2h后达到峰值，高盐或脱水处理l0h后DREB2A的表达达到峰值，且这两者都不依赖ABA途径[15]。
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