转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

与 野生 型培 养 至 ３ 每 个转 基 因株 系和野 生 型 ０ｄ， 分 别转 移 ５株 至装 有 １０ｍＬＨｏ ｇ ｎ ０ ａ ｌ ｄ营养 液 的 ａ 三 角 瓶 中 。生长 ２ｄ后 ，从 每个 三 角瓶 中取 出 １ ｍＬ营养 液 ， 营养液 中分别 加入 ４ 在 ５ ｍｍｏ ・。的 ｌＬ
桂 兰等 ｌ 无花 果 曲霉 （ ｐ ｒｉｕ ｃ ｕ ． ２ １ ５ ｌ 从 Ａｓ ｅ ｌ ｓ ｕ ｍ３４ ２ ｇｌ ｆ ｉ ３
中成 功分 离 克 隆 出植 酸酶 基 因（ｈ Ａ１并转 化 到 ｐｙ ，
大 豆 中 ， 基 冈 大 豆 分 泌 植 酸 酶 的 能 力 比 对 照 提 转 高 了 ４９ ～ ９６ ． ４ ． ５倍 。 本 课 题 组 利 用 基 Ｌ 枪 轰 击 棉 花 茎 尖 转 化 大 Ｊ ｐ ｙ 基 冈 后 获 得 转 基 因 阳性 植 株 ，经 连 续 种 植 ｈＡ
一
目前 ， 过转 基 因技 术 提 高植 物对 磷 素 吸 收 通
利 用 能 力 的 研究 主 要 以 模式 植 物 炯 草 和拟 南 芥 为对 象 。 ｅ Ｐ ｎ等ｌ 黑 曲霉植 酸 酶基 因（ｈ Ａ） 化 ２ ＿ 将 ｐｙ 转 到烟 草 中 ， 基 因炯草 的种 子及 叶 片具 有 连续 稳 转 定 积 累植 酸酶 的能力 。 ｃａｄｏ Ｉ 黑 曲霉植 酸 Ｒｉ ｒｓｎ ］ ｈ 将 酶 基 因（ ） 转入 拟 南 芥 中 ， 拟 南芥 能够 从 植 使
Ｈ ＮＧ Ｈ ｉＷＡ ｉｇｆｎ Ｇ ａ－ ， Ｉ ｉｎｆ ｇ ＷＡ ｉｇ ｉｇ Ｌ ｈ—ｕ ， ｉ ｉ ｇ ＵＡ ｕ， ＮＧ Ｘ ｎ — ， ＵＯ Ｃ ｉｕ ＬＵ Ｊ — ｎ ， ＮＧ Ｊ －ｎ ， Ｉ ｉ ｎ ｗｕ Ｌ— ａ ， ｅ ｊ ａ ｅ ｎｊ Ｚ ｋ ｑ ｎ
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来自百度文库
Ｎａ Ａｃ（Ｈ ５０与 １ Ｏ ｐ ． ） ｍｍｏ ・ 。 ｄ ６ ２ ｏ １（ｈ — ｌＬ。 －Ｏ４ Ｎａ ｐ ｙ Ｃ Ｉ Ｐ ２
ｔ ｅ 至 ５０ ａ） ｔ ０ Ｌ作 为 反应 底 物 。摇 匀后 在 ３ ℃条 ７ 件 下 静置 １ 然后 用 ５ ０ ｈ， ０ ＬＴ Ａ（ Ｃ 三氯 乙酸 ） 终 止 。在 ４ ５ｎ 处 测定 ＯＤ值 ， １ ｍ 以无 酶反应 液作 空 白调 零 。测 定 酶活 性后 ， 剪取 根 系 ， 称其 鲜 重 ， 计 算 酶 活性 。棉花 根 系分泌植 酸酶活性 以底物植 酸 被水解 时释 放 的无机 磷 的量来 表征 一 个酶活 力 单 位 （ 定 义 为在 ３ ｏ ｐ ． Ｕ） ７ Ｃ、Ｈ ５ ５条件 下 ， 克鲜 根 每 系质 量 每分 钟 释放 １ｘ ｌ 机磷 所 需要 的酶 蛋 ｍｏ 无 ｔ
Ｃ ｏｔ ｏ ｉ ｎｃ ｔ ｎ Ｓｃ ｅ ｅ
２０ ２ 棉 化 学 报
２ ３卷
源 的情况 下 ， 基 因植株 长 势 明显 好 于野 生 型植 转 株 。 上所述 ， ｈ Ａ基 因 的导入可 以改 善植株 对 综 ｐｙ
有机 态磷 的吸 收利 用 。在 前人 研究 的基 础上 ， 李
（ 华北 作 物种 质 资 源 教 育 部 重 点 实验 室 ／ 北 省 作 物 种 质 资 源 重 点 实验 室 ／ 北 农 业 大 学 ， 定 ０ １ ０ ） 河 河 保 ７０ １
摘 要 ： 了获 得 转 植 酸 酶 基 因（ ｈ Ａ） 花 高代 纯 争株 系 并 验 证 其 利 用 土 壤 中有 机 态 磷 的能 力 ， 实 验 室 获 得 为 ｐｙ 棉 对 的 转 ｐ ｙ 基 因 Ｔ 代 材 料进 行 了 Ｐ Ｒ 筛选 ， 水 培 条件 下研 究 了纯 合 株 系植 株 根 际分 泌 的植 酸 酶 活 性 ， 在 ｈＡ ４ Ｃ 在 并 田 间进 行 了植 株 磷 含 量 和 棉 花 产 量 性 状 分 析 。结 果 表 明 ， Ｐ Ｒ 筛选 的 ４个 株 系 中 ， ２个 株 系 为 纯 合 株 系 ， 在 Ｃ 有 其 后代 均 为 Ｐ Ｒ 阳性 植 株 。 在 以植 酸 盐 为 唯 一磷 源 条件 下 ． Ｃ 高表 达 ｐ ｙ 的 转 基 因株 系 的 槽 酸 酶 活 性 较 野 生 ｈＡ 型 增加 了 １ ． ， 同 生 育 时期 转 基 因株 糸植 株 叶 片 磷 含 量 中 Ｌ ５倍 不 ６株 系增 加 最 多 ， 期 、 蕾期 、 铃 期 和 吐 絮 苗 现 花
ｉ ｆ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｏｔｎｐａ ｔ， ＣＲ ｍｐ ｉｃ ｔ ｎ ｓｃｅｅ ｈ ｔｓ ｃｉｉ ，ｈ ｖ ｉ ｂｅｐ ｏｐ ｏ ｕ ｏ ｔｎ ｎ ｅｙｅｄ ｔ ｏ ｅｔ ｎ ｇ ｎｃｃ ｔｏ ｌｎｓ Ｐ ｙ ｔ ｒ ａ ｌ ａｉ ， ｅｒｔｄｐ ｙａｅａ ｔ ｔ ｔｅａ ａｌ ｌ ｈ ｓ ｈ ｒｓｃ ｎｅ ｔ ｄｔ ｉｌ ｉ ｆ ｏ ｖ ｙ ａ ａ ｈ
半 左右 又 以植 酸盐 的形 式存 在 ｌ １ ＿ 酸 盐在 植 。植
酸 酶 的作用 下 被分 解 为肌 醇 和无 机 态 磷 ， 机 态 无 磷 是植 物可 直接 吸收 利用 的 主要形 式 。土壤 中高
比 例 的有 机 态 磷 含量 已成 为 制 约 棉 花 高 产 的 一 个 限制性 冈子 ， 提高 植 株对 土壤 中植 酸盐 等 有 故
（ ｒ ｈｎ ｙ Ｌ ｂ ｒｔ ｙ ｆｒ ｒ ｐＧｅ ｌ ｍ Ｒｅｏ ｒ ｅ ｆ ｄ ｃ ｔ ｎＭｉｉ ｒ￣ ｅ ａ ｏａｏ ｒＣ ｏ ｅｍ ｌ ｍ ｅ Ｎｏ ｈ Ｃ ｉａ ｔ Ｋｅ ａ ｏａ ｒ ｏ ｒ ａ ｓ ｕｃｓｏ Ｅ ｕ ａｉ ｎｓ Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｆ ｐ Ｇ ｒ ｐ ａ Ｒ — ｏ ｏＣ ｍｐ ｓ ｏ ｔ ｙ ｙ ｒｏ ｒ ｓ
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文 章 编 号 ： ０ ２７ ０ （ ０Ｉ ） ３ ０ １ — ５ １ ０ — ８ ７ ２ １ Ｏ —２ ９０
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棉 花 一 生 中 吸 收 的 磷 素 ７ ％～９ ％来 自土 ０ ０ 壤 ， 机 态 磷 占土 壤 全 磷 量 的 ２ ％￣５ ％， 中 有 ０ ０ 其
ｗ ｉ ｙ ｓ ｎ ｉｃ ｅ ｓ ｄ ｂｙ ．－ｏ ｄ ｄｅ ｔｐｅ ，ａ ｄ Ｌ６ ｎ ｒ ａ ｅ １５ ｆ ｌ ．Ａｌｏ，Ｌ６ ｋｅ ｔｂｅ ｔｐ ｒｏ ｍ ａ ｅ ｉ ｓ ｐ ｓ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｎ ｐｈｏ ｐｈ ｕ ｏ ｅ ｔ ｎ ｉ ｒ ａ ｅ ｏｆ４．％ ， ｓ ｏｒ ｓ ｃ ｎｔｎｔｗｉｈ ａ ｎｃ ｅ ｓ ５ ５．５％ ，５４５ ，ａ ｄ ７ ９ ． ％ ｎ ８．３％ ａ ｅ ｄｌ ，ｂｕ ｉ ｔｓ ｅ ｉ ｎｇ ｄｄｎｇ， ｏｏ ｉ ｇ ａ ｏｌ— ｐｅ ｎｇ ｓａ ｅ， ｅ ｐｅ ｔｖ ｌ ．Ｍ ｏ ｅ ｖｅ ，ｔ ｍ ｂｅ ｆｂ ｌ ｂｌ ｍ ｎ ｎｄ ｂ ｌｏ ｎｉ ｔｇ ｒ ｓ ｃ ｉｅ ｙ ｒ ｏ ｒ ｈｅｎｕ ｒｏ ｏｌｓ ｐｅ ａ ｔ ｉｔｉ ｅ ｎｄ ｌｎ ｅ ｃ ｎｔｇ ｎ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｒ ｎｓ ｅ ｃ ｐｌｎ ｓ Ｔｈ ｒ ｆ ｒ ，ｉ ｉ ｌ ａ ｌ ｈｏ ｎ ｔ ａ ｐｈｙ ｇ ｎ ｉ ｒｐｌｎ ，ｌｎ ｎｄ ｘ ａ ｉｔｐ ｒ ｅ ａ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｉ ｈｅｔａ ｇ ｎｉ ａ ｔ ． ｅ ｅ ｏ ｅ ｔ ｓｃ ｅ ｒｙ ｓ ｗ ｈ ｔ Ａ ｅ ｅ ｗ ｔ ｈ ｈ ｇ ｘ ｒ ｓ ｉ ｎ ｃ ｎ ｉｎｉ ｃ ｎｔｙ ｉｃ ｅ ｓ ｈｅａ ｉｉ ｏ ｏ ｔ ｏｕｔｌｚ ｒ ｎｉ ｈｏ ｐ ｔ ． ｉ ｈ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ａ ｓｇ ｆ ａ ｌ ｎ ｒ ａ ｅｔ ｂ ｌｔ ｆｃ ｔｏｎｔ ｉｉｅｏ ｇａ ｃｐ ｓ ｈａｅ ｉ ｙ
机 态 磷 的 吸 收 ， 于改 善 植 株 的磷 素 营 养 ， 而 对 进
酸 态磷 中获 得磷 素 营养 。Ｘ ａ ｉｏ等 将 一段 编码 胞
外 分泌 植酸 酶 的 ｃ ＮＡ（ Ｐ ） Ｄ ＭｔＨＴ 连有 根特 异性 启
动 子 Ｍ ｔＴ 导 人 三 叶 草 后 ， 以植 酸 盐 为 唯 一 磷 Ｐ １ 在
促 进磷 素资 源 的可持 续利 用具 有重 要 的意 义 。
收 稿 日期 ：０ １０ ．７ ２ １－１１ 作者 简 介 ： 黄
惠 （９ ４ ）女 ， １８ 一 ， 硕 ： 究 生 ； 信 作 者 ， ｈ ＠ｈｂｕｅ ｕ ｎ 研 通 ｍｚｙ ｅ ａ． ． ｄｃ
基 金 项 目 ： 业 部 重 大 专项 （ ｏ ９ Ｘ０ ０ ５０ １ 农 ２ ０ Ｚ ８ ０ —２ Ｂ）
期 分 别 增 加 了 ４５ ５９ ％ ， ５ ．％． ，５ ５４ ％和 ８７ ％ ３ ， 关 键 词 ： 花 （ ｓｙ ｕ ｈｒｕｕ Ｌ．； 酸 酶 基 因（ ｈ Ａ） 转 基 因植 株 ； 机 态 磷 棉 Ｇｏｓｐｉｍ ｉ ｔｍ ） 植 ｓ ｐｙ ； 有 中 图 分 类 号 ：４ ５６ ￥ ３ ．２ｌ 文 献标 志码 ： Ａ
Ｃｏｔ ｏ Ｓｃ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎｃ
棉 花 学 报 Ｃ ｔ ｎ Ｓ ｉ ｃ ２ ｌ ， ３ ３ ： １ － ２ ｏｔ ｃ ｎ ｅ ｏ ｅ ０ ｌ２ （ ）２ ９ ２ ３
转 ｐ ｙ 基 因棉 花 纯合株 系筛选及 其 对 土壤 有机 磷 的利 用 能力 ｈＡ
黄 惠 ， 省 芬 ， 彩 菊 ， 建 凤 ， 敬 敬 ， 志 坤 ， 立 强 ， 桂 寅 ， 峙 英 王 郭 刘 王 李 吴 张 马