甘薯耐盐相关基因的克隆及功能分析

我国是世界上最大的甘薯生产国，也是仅次于美国的能源消耗大国，能源可持续发展是国家战略安全的重要组成部分，生物质能源成为各国研究的热点。甘薯因其高产，稳产，单位面积、单位时间内生产的乙醇比水稻、小麦等主要粮食作物都多且可以种植于滩涂瘠薄土地而不与粮食争地成为最合适的能源作物之一。我国盐渍土地面积9913.3万公顷，约占耕地面积的15%。本研究以甘薯耐盐突变体为材料，用SSH方法构建耐盐差减cDNA文库，分析差异表达的ESTs，设计引物，克隆与耐盐相关的基因；用农杆菌介导法将所克隆的基因导入拟南芥和甘薯品种中，获得转基因植株并进行耐盐鉴定，分析所克隆耐盐基因的功能，获得耐盐转基因甘薯植株。本研究的成功，将为用基因工程改良甘薯的耐盐性、开发耐盐能源甘薯新品种以及大规模利用我国广阔的盐碱滩涂土地均具有重要的理论和实际意义。

我国是世界上最大的甘薯生产国，也是仅次于美国的能源消耗大国，能源可持续发展是国家战略安全的重要组成部分，生物质能源成为各国研究的热点。甘薯因其高产，稳产，单位面积、单位时间内生产的乙醇比水稻、小麦等主要粮食作物都多且可以种植于滩涂瘠薄土地而不与粮食争地成为最合适的能源作物之一。我国盐渍土地面积9913.3万公顷，约占耕地面积的15%。.本研究以甘薯耐盐突变体LM79为材料，用SSH方法构建了耐盐差减cDNA文库，并分析差异表达的ESTs，获得耐盐相关ESTs；通过RACE技术，设计引物，克隆了4个与耐盐相关的基因：吡咯啉-5-羧酸酯还原酶基因（IbP5CR）、铁硫簇支架蛋白基因（IbNFU1）、脂酶基因（IbEST）和脱水响应家族蛋白基因（IbDRFP）；并用农杆菌介导法将所克隆的4个基因导入烟草和甘薯品种中，获得转基因植株并进行耐盐鉴定，结果发现转基因植株比非转基因植株的耐盐性显著提高，表明这些基因与甘薯的耐盐性密切相关；2012年和2013年分别将获得的耐盐甘薯材料种植到山东的东营盐碱地、河北黄骅港的盐碱地，表现出较强的耐盐性。本项目研究的成功，将为用基因工程改良甘薯的耐盐性、开发耐盐能源甘薯新品种以及利用我国广阔的盐碱滩涂土地均具有重要的理论和实际意义。. 本项目研究圆满完成了预期目标，克隆了4个甘薯耐盐相关基因，并对其中的2个基因（IbP5CR和IbNFU1）进行了较为深入的耐盐鉴定和功能分析，这两个基因的研究工作分别发表于SCI期刊Plant Cell, Tissue & Organ Culture 和Agricultural Sciences in China上，另外还发表了会议论文1篇；申请了1项国家发明专利；培养了2名博士和1名硕士。