鹰嘴豆CarNAC基因转棉花抗旱育种价值的评价

新疆是我国不可替代的最大优质棉生产基地，是实现"以产顶进"的重要战略基地。新疆植棉业已成为其农业和经济的支柱产业，农民收入的重要来源。但近年来干旱已逐渐成为制约新疆植棉业可持续发展的重要逆境因子之一。基因工程育种为培育作物抗旱新品种，降低干旱危害开辟了新途径。NAC是近年来才发现的一类植物特有的转录因子，它在植物生长和发育以及抗逆反应中发挥着重要作用。针对抗旱基因工程存在对所转基因功能和育种价值不甚明了以及新疆棉花抗旱基因工程研究缺乏的现状，本项目将(1)利用6个鹰嘴豆CarNAC基因转化棉花，探明其抗旱性功能；(2)对CarNAC转棉花抗旱育种价值进行评价，并进而创制特异抗旱新种质。这不仅可促进新疆棉花抗旱基因工程的成长，拓展棉花抗旱的基因基础；而且可使新疆抗旱基因工程转基因的目的性更强、转化与育种效率更高。这对保障新疆棉花种植业建康和可持续发展，维护地区生态安全具有重要理论和实践意义。

近年来干旱已逐渐成为制约新疆植棉业可持续发展的重要逆境因子之一，NAC是近年来才发现的一类植物特有的转录因子，它在植物生长和发育以及抗逆反应中发挥着重要作用。针对抗旱基因工程存在对所转基因功能和育种价值不甚明了以及新疆棉花抗旱基因工程研究缺乏的现状，本项目将构建了6个鹰嘴豆CarNAC1～6基因植物表达载体，并转化拟南芥证明，CarNAC3、 CarNAC6基因的过量表达，转基因株系在苗期的抗渗透胁迫能力明显高于野生型拟南芥。本研究首先通过海岛棉下胚轴获得胚性愈伤组织，CarNAC基因转化棉花胚性愈伤，以GFP为报告因子对农杆菌介导体系的优化，浸染时间为15 min时，含有GFP基因的NAC家族基因的转化率最高， NAC家族基因的转化率最高的共培养时间为24 h，第一次继代1次后，胚性愈伤组织的荧光瞬间表达比较弱，被检测的抗性愈伤组织呈现出表达强弱不同的绿光；经过继代2次抗性选择培养后（每隔15 d更换新鲜培养基），诱导获得卡那霉素抗性愈伤组织，这些抗性胚性愈伤组织能够稳定表达；抗性愈伤组织随着继代次数的增加，从愈伤组织上诱导获得体胚，并能够稳定并大量表达NAC家族基因，获得转基因植株。体细胞胚胎接种于出苗培养基中获得再生植株，平均可获得6.5%的正常转化植株。对转抗旱基因的棉花品种进行室内生理生化的分析及田间的抗旱性鉴定，对CarNAC转棉花抗旱育种价值进行评价，创制特异抗旱新种质25份。这不仅可促进新疆棉花抗旱基因工程的成长，拓展棉花抗旱的基因基础；而且可使新疆抗旱基因工程转基因的目的性更强、转化与育种效率更高。这对保障新疆棉花种植业建康和可持续发展，维护地区生态安全具有重要理论和实践意义。