植物体内普遍存在一系列复杂又精密的信号转导途径用于应对外界不良环境对植物造成的胁迫伤害，MAPK级联途径就是植物响应各种逆境胁迫的重要途径之一。实验室前期通过基因进化及表达模式分析发现了与抗旱性密切相关的簇毛麦MAPK11-V基因，并已成功克隆且转入受体品种扬麦158中。本研究通过对转基因株系进行PCR检测鉴定转基因阳性植株，并模拟干旱胁迫试验，对转基因T2代株系的抗旱能力进行评估，探究MAPK11-V的基因功能。研究结果显示成功鉴定出8株转MAPK11-V基因T2代阳性植株，分别来自4株不同的T0代转基因植株。在干旱胁迫下，部分转基因阳性植株的叶片萎蔫程度显著低于对照材料；解除胁迫后，阳性植株的新叶生长量均大于对照植株，但仍有部分转基因阳性植株抗旱优势不明显。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 试验材料 3
1．1．1 植物材料 3
1．1．2 试剂与仪器 3
1．2 转基因分子标记鉴定 3
1．2．1 提取DNA 3
1．2．2 引物 3
1．2．3 PCR检测 4
1．3 转基因株系的抗旱性鉴定 4
1．3．1 材料的处理 4
1．3．2 干旱胁迫处理 4
1．3．3 抗旱性鉴定 4
1．4 数据分析 4
2 结果与分析 4
2．1 转MAPK11V基因株系的PCR鉴定 4
2．2 转MAPK11V基因T2代阳性植株的谱系 5
2．3 转MAPK11V基因株系的抗旱性鉴定 5
2．4 转MAPK11V基因阳性植株的抗旱性分析 8
3 讨论 11
致谢 12
参考文献 12
簇毛麦MAPK11V转基因株系的筛选及抗旱性鉴定
引言
引言
我国小麦生产量居世界第一，消费需求量同样很大，但我国小麦生长的环境条件却不容乐观。随着全 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
球气候变暖、极端天气频发，干旱、土壤盐渍化等问题现已成为严重制约小麦高产、优质的重大因素。簇毛麦（Haynaldia villosa）是小麦的野生近源物种，为一年生异花授粉植物，其根系十分发达，具有良好的抗旱、耐盐等抗逆特性，对小麦白粉病、锈病等多种病害都具有抗性[1]，是小麦遗传改良的重要种质资源。
当面对逆境胁迫时，植物在长期进化过程中，逐渐形成了一系列复杂又精密的信号转导机制[2]，通过改变自身的分子活动或生理状态来应对外界的环境变化，调整其生长和发育。其中，促分裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase, MAPK）是植物体内高度保守且普遍存在的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其在植物体内的信号转导过程中扮演着重要角色[3]。MAPK级联途径通过蛋白质磷酸化及去磷酸化响应外界刺激，该途径由三种蛋白激酶成员组成，分别为促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶（MAPKKK或MEK），促分裂原活化蛋白激酶激酶（MAPKK或MKK），促分裂原活化蛋白激酶（MAPK或MPK）[4]。当植物在生长过程中受到外部不良环境影响时，植物就会通过细胞膜受体蛋白接受外界产生的刺激，磷酸化处于最上游的MAPKKK，使其激活，接着被激活的MAPKKK磷酸化MAPKK保守区域中S/TX35S/T序列，激活MAPKK，MAPKK再通过磷酸化MAPK的酪氨酸（Y）和苏氨酸（T），从而激活MAPK[3]。活化的MAPK再激活相应的转录因子，调控下游相关基因的表达[5]。
近年来，许多研究结果表明植物MAPK信号途径可通过多种方式参与调控抗旱性的表达。（1）植物可通过MAPK级联途径直接传递干旱信号，并激活下游相关抗旱基因的表达，从而提高植物的耐旱能力。在干旱胁迫下，拟南芥中的MEKK1被磷酸化激活，然后进一步激活MKK1/MKK2，MKK1和MKK2相互作用并激活下游的MPK4参与对干旱胁迫的响应[6]。棉花C族蛋白激酶基因GhMPK2转入烟草后，烟草植株中GhMPK2基因在转录水平上响应聚乙二醇和脱水胁迫上调表达，植株表现出渗透调节能力提高，失水率下降，耐旱性增强[7]。Yuanyuan Li等人[8]研究发现拟南芥mapkkk18缺失突变体对干旱表现出极度敏感性，而转基因拟南芥中过度积累的MAPKKK18明显增强了植株的抗旱能力，深入研究后得出结论，MAPKKK18主要是通过下游MAPKK13发挥响应干旱胁迫的调控作用。（2）植物MAPK信号途径通过降低SPCH蛋白水平参与植物抗旱性表达。Archana Kumari等人[9]的研究结果显示，植物体内存在一种调节气孔发育细胞学进程的关键蛋白——SPCH(SPEECHLESS)蛋白，拟南芥通过将渗透胁迫信号整合进MAPKSPCH核心转导途径中从而减少渗透胁迫下植物分化产生的叶片细胞以及气孔细胞数量，同时影响植物叶片的大小，进而减缓植株生长，使植物适应干旱环境下渗透压不平衡的状态。（3）植物MAPK信号途径也可通过与真菌MAPK信号分子互作参与抗旱性表达。一些由真菌MAPK控制的致病相关过程导致植物内信号的激活，并引发植物MAPK信号级联途径的传导。相反，植物MAPKs启动威胁真菌细胞存活的防御机制，导致了部分由真菌MAPK级联途径介导的应激反应的产生。Zhilei Liu等人[10]的研究发现在干旱条件下，菌根定植频率下降，菌根切入点减少，每单位长度的菌根上丛枝数和囊泡数增加，干旱胁迫上调了菌根大豆根系中的真菌和大豆的MAPK转录水平，暗示了存在共生关系的这两者之间存在MAPK信号分子互作调控其共生关系并且共同调节菌根大豆对干旱胁迫响应。（4）MAPK信号途径也可以与激素信号转导通路交叉互作，共同提高植株的抗旱能力。例如拟南芥中的两种在保卫细胞中表达的MAPK（MPK9和MPK12）受ABA激活，参与ABA对气孔运动的调控过程，显著提高了拟南芥在干旱环境下的适应能力[11]。MAPKK的蛋白激酶MEKK1/2通过调节过氧化氢的积累参与茉莉酸甲酯诱导的拟南芥气孔关闭的信号转导过程，层层递进的级联作用使植物安全度过干旱胁迫[12]。

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