摘 要：为了培育高光合抗逆草莓新品种，以红颊草莓试管苗叶片为外植体，研究了植物生长调节剂对草莓叶片再生的影响，然后将拟南芥HemA1基因启动子控制的酿酒酵母ALA合酶基因（Hem1）的重组基因（YHem1）通过农杆菌介导法转入草莓离体叶片中。经卡那霉素筛选，PCR和RT-PCR检测，证明外源基因已经转入草莓体内，获得3株转基因植株。叶片快速叶绿素荧光特性测定显示，转基因草莓叶片PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、光合性能指数（PIABS）和捕获的激子将电子传递到QA-下游的其他电子受体的概率（ψo）显著高于野生型，而QA被还原的最大速率（Mo）则低于野生型，说明转入YHem1基因提高了草莓叶片光合能量转化能力。
关键词： 红颊草莓； 重组ALA合酶基因（YHem1）； 遗传转化； 转基因植株； 叶绿素荧光
中图分类号：Ｓ６６8．4 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－1038－０7
Effect of transformed recombinant ALA synthase gene （YHem1） on leaf photosynthetic energy conversion in strawberry
LIN Xiao-hui， ZHANG Zhi-ping， HAN Li-xiao， WU Zhen， WANG Liang-ju*
（College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095 China）
Abstract: In order to breed new varieties with higher photosynthetic capacity under stress conditions， the experiments were carried out to establish regeneration system from leaf explants of Benihonppe strawberry （Fragaria ananassa Duch.） and then a recombinant gene YHem1， yeast ALA synthase gene controlled by Arabidopsis thaliana HemA1 gene promoter， was transformed into the detached leaves mediated with Agrobacterium tumefaciens. After kanamycin selection， PCR and RT-PCR detection， three plants were identified to be the transgenic plants. The chlorophyll fast fluorescence showed that the transgenic strawberry remained higher leaf maximal photochemical efficiency （Fv/Fm）， photosynthetic performance index （PIABS） and probability of a trapped exciton moving an electron into the electron transport chain beyond QA- （ψo）， while the approximate initial slope of the fluorescence transient （Mo） was lower in transgenic plants than in the wild type. This suggested that Yhem1 transformation might increase the capacity of photosynthetic energy conversion in strawberry leaves.
Key words: Benihoppe strawberry； Recombinant ALA synthase gene （YHem1）； Genetic transformation；Transgenic plants； Chlorophyll fast fluorescence
草莓（Fragaria ananassa Duch.）属于小浆果类多年生草本果树，特别适合于秋冬季设施内栽培。设施草莓已经成为许多地区冬季农业生产的特色产业，新品种、新技术的更新越来越频繁。红颊是日本静冈县农业试验场于1999年用章姬×幸香杂交育成的优质大果型草莓新品种[1]。引入我国后，由于果实品质好，耐低温能力强，逐渐成为我国设施草莓生产的主栽品种之一。然而，该品种不耐高温高湿气候条件，导致育苗期间幼苗生长困难，繁殖力低，严重影响该品种的生产发展。如何提高红颊草莓耐高温高湿能力已成为生产发展中亟待解决的关键问题之一。
5-氨基乙酰丙酸（ALA）是所有生物体内卟啉化合物生物合成的关键前体[2]。外源施用ALA可以增强多种作物抗低温弱光、高温强光、干旱、盐渍等逆境胁迫能力，提高净光合速率[3]。赵彩萍[4]提出，在夏秋季塑料大棚中喷布ALA可以提高重茬地西瓜幼苗抵抗夏季高温胁迫能力。张治平等[5]将酿酒酵母菌ALA合酶（ALAS）基因（Hem1）与拟南芥HemA1启动子[6] （一种光敏型启动子）重组起来，构建了一个光敏启动子控制的重组基因（YHem1）。当YHem1基因转入到烟草、拟南芥、油菜、番茄等植物后，能显著增强植株抗低温、高光、盐渍等胁迫能力，提高光化学效率和净光合速率，促进植株生长，提高产量，并且改善品质[7]。因而，YHem1有望成为一个拥有完全自主知识产权的能够增强植物抗逆性的功能基因。然而，利用YHem1转化草莓培育高光合抗逆新种质的研究尚未见报道。我们以红颊草莓试管苗为材料，在研究离体叶片组织再生基础上，将YHem1基因转入草莓体内，通过抗性筛选、PCR、RT-PCR检测，获得了3株转基因草莓植株，并且证明，转基因植株具有较强的光合能量转化效率，从而为草莓抗逆新品种选育创造条件。
1 材料和方法
1.1 材料
红颊草莓（Fragaria ananassa Duch cv. Benihoppe）无菌试管苗由南京市溧水傅家边农业观光园组培室提供。含有ALA合酶重组基因（YHem1）的植物表达载体的根癌农杆菌由本实验室保存。菌株为LBA4404，载体为拟南芥光敏启动子HemA1控制的重组基因（YHem1）双元表达载体pYF8631[5]。
1.2 试验方法
1.2.1 不定芽再生体系建立 以MS为基本培养基，设计TDZ 1.5 mg·L-1与IBA（0.1、0.2、0.3、0.4 mg·L-1）4个处理，每培养皿接种20个叶段外植体，每处理4皿，重复4次。暗培养2周后光照培养，30 d后统计不定芽再生率，根据不定芽再生率确定适宜植物生长调节剂浓度组合。
推荐访问： 光合 转化 叶片 草莓 重组
