马铃薯StGSTL21基因抗旱性能的应用专利检索-新植物或获得新植物的方法通过组织培养技术的植物再生专利检索查询-专利查询网

马铃薯StGSTL21基因抗旱性能的应用

专利类型	发明公开	法律事件	公开;
专利有效性	公开	当前状态	公开
申请号	CN202510159253.1	申请日	2025-02-13
公开(公告)号	CN119955842A	公开(公告)日	2025-05-09
申请人	甘肃农业大学;	申请人类型	学校
发明人	孙超; 史宁帆; 姚攀锋; 张伟; 蒲转芳; 张志家; 毕真真; 李忠润; 胡李军; 白江平; 刘玉汇; 刘震;	第一发明人	孙超
权利人	甘肃农业大学	权利人类型	学校
当前权利人	甘肃农业大学	当前权利人类型	学校
省份	当前专利权人所在省份：甘肃省	城市	当前专利权人所在城市：甘肃省兰州市
具体地址	当前专利权人所在详细地址：甘肃省兰州市安宁区营门村1号	邮编	当前专利权人邮编：730070
主IPC国际分类	C12N15/82	所有IPC国际分类	C12N15/82 ; C12N15/54 ; C12N1/21 ; A01H5/00 ; A01H6/82 ; C12R1/01
专利引用数量	0	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	6	专利文献类型	A
专利代理机构	甘肃鸿盛科知识产权代理事务所	专利代理人	何诚慧;
摘要	本发明公开了马铃薯StGSTL21基因及其应用，根据自交四倍体马铃薯C88基因组数据对GST基因家族进行分析，结合转录组数据筛选到马铃薯中响应干旱胁迫的核心基因StGSTL21。本发明通过构建StGSTL21基因的植物过表达载体PC2300S‑StGSTL21和干扰载体GATE8‑StGSTL21稳定转化马铃薯组培苗，观察和检测各转基因材料在干旱胁迫下的生长表型和生理生化指标，结果发现StGSTL21基因能够响应干旱胁迫，过表达StGSTL21基因可以提高植物的抗旱性能，干扰StGSTL21基因降低植物的抗旱性能。
权利要求	1.过表达StGSTL21基因提高马铃薯抗旱性的应用，其特征在于所述StGSTL21基因CDS序列如序列表SEQ ID NO.1所示。 2.过表达StGSTL21基因提高马铃薯脯氨酸含量和GST活性的应用，其特征在于所述StGSTL21基因CDS序列如序列表SEQ ID NO.1所示。 3.马铃薯StGSTL21基因，其特征在于所述StGSTL21基因CDS序列如序列表SEQ ID NO.1所示。 4.重组植物表达载体，其特征在于所述载体包括权利要求1‑3中任何一项所述的StGSTL21基因，具体为植物过表达载体PC2300S‑StGSTL21和干扰载体GATE8‑StGSTL21。 5.农杆菌宿主细胞，其特征在于所述农杆菌细胞包含权利要求4所述的重组表达载体。 6.一种培育具有抗旱性能的转基因植物的方法，其特征在于所述方法包括：将权利要求2所述的StGSTL21基因遗传转化入植物体内，使其在植物体内过表达或RNA干扰表达，培育得到所述具有抗旱性能和抗旱性能降低的转基因植物。
说明书全文	马铃薯StGSTL21基因抗旱性能的应用技术领域 [0001] 本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及一种具有抗旱性能的StGSTL21基因及其应用。背景技术 [0002] 马铃薯(Solanum tuberosum.L)是继小麦、水稻、玉米之后的第四大主粮作物。但消耗同样数量的水，马铃薯产出的食物能量却远高于前三种粮食作物，产出的蛋白质是玉米和小麦的两倍，产出的钙是小麦的两倍、水稻的四倍。随着我国粮食需求的逐年增加，而耕地面积和水资源受限，马铃薯或可成为粮食安全的保障力量。目前，我国一半以上的马铃薯产区属干旱或半干旱地区。且马铃薯属于浅根系作物，对干旱胁迫较为敏感。长期或季节性的干旱胁迫会严重损害马铃薯的生长发育，进而影响块茎的产量和商品性质量。因此，干旱一直是马铃薯生产中面临的重大问题。而揭示耐旱机制和培育抗旱品种，已成为我国旱区马铃薯遗传育种的重要工作。 [0003] 植物在遭受到干旱、盐碱、温度变化等非生物胁迫时，会积累大量的活性氧，造成细胞膜和生物大分子的氧化损伤、细胞死亡等氧化应激反应。植物则利用多种酶促系统和非酶促系统来清除活性氧伤害以抵御逆境胁迫。谷胱甘肽转移酶(glutathione S‑transferase,GST)就是其中一种重要的超家族酶类，可清除植物在逆境中产生的过量活性氧，以保护植物的细胞膜结构和蛋白质活性。模式植物和多种作物中的研究表明，GSTs响应多种逆境胁迫，在植物抗逆中发挥重要作用，但其基因表达响应胁迫信号的调控机制仍不十分明确。本发明通过克隆响应干旱胁迫的相关基因，在马铃薯栽培种中构建基因过表达系和RNA干扰系以验证其功能，为开辟旱区马铃薯新的种质创新途径提供技术支持。现有技术还没有马铃薯StGSTL21基因具有提高抗旱性能应用的报道。发明内容 [0004] 本发明的目的是提供一种具有抗旱性能的StGSTL21基因及其应用，以解决上述现有技术存在的问题。该StGSTL21基因能够响应干旱胁迫，过表达基因可以提高植物的抗旱性能，RNA干扰基因降低植物的抗旱性能。为实现上述目的，本发明提供了如下方案： [0005] 1.本发明提供一种具有抗旱性能的StGSTL21基因，所述StGSTL21基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。 [0006] 2.本发明还提供两种重组表达载体，包括上述的StGSTL21基因，包括：植物过表达载体PC2300S‑StGSTL21和干扰载体GATE8‑StGSTL21。 [0007] 3.本发明还提供两种宿主细胞，包括上述的重组表达载体，所述宿主细胞为重组农杆菌。 [0008] 4.本发明还提供上述的StGSTL21基因、重组表达载体或宿主细胞在培育具有抗旱性能的转基因植物中的应用。 [0009] 进一步地，所述植物为马铃薯。 [0010] 进一步地，过表达StGSTL21基因实现提高马铃薯抗旱性。 [0011] 进一步地，过表达StGSTL21基因提高Pro含量和GST活性，进而提高抗旱性。 [0012] 本发明公开了以下技术效果：本发明根据马铃薯基因组数据对GST基因家族进行分析，结合转录组数据筛选到马铃薯中响应干旱胁迫的核心基因StGSTL21。本发明通过构建StGSTL21基因的植物过表达载体PC2300S‑StGSTL21和干扰载体GATE8‑StGSTL21并稳定转化马铃薯组培苗，观察和检测各转基因材料在干旱胁迫下的生长表型和生理生化指标，来探究StGSTL21基因在马铃薯抗旱中的功能，结果发现StGSTL21基因能够响应干旱胁迫，过表达StGSTL21基因可以提高植物的抗旱性能，RNA干扰StGSTL21基因可以降低植物的抗旱性。附图说明 [0013] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0014] 图1为StGSTL21基因PCR扩增产物电泳图；其中，M：Marker D2000；1‑2：PCR扩增产物。 [0015] 图2为PC2300S‑StGSTL21质粒双酶切检测胶图；其中，1：KPNI和BamHI酶切后质粒；2：酶切之前的质粒；M：KB Ladde Maker。 [0016] 图3为GATE8‑StGSTL21质粒双酶切检测胶图；其中，1：酶切之前的质粒；2：BamHI和NruI酶切后质粒；M：KB Ladde Maker。 [0017] 图4为StGSTL21在马铃薯不同组织的基因表达量检测结果统计图；不同的字母代表显著性差异(P<0.05)。 [0018] 图5马铃薯转基因株系阳性鉴定；左侧序号代表过表达株系，右侧序号代表RNA干扰株系。 [0019] 图6马铃薯转基因株系基因相对表达量；不同的小写字母表示显著性差异(P<0.05)。 [0020] 图7干旱胁迫下马铃薯试管苗表型分析(照片)；E3：野生型；OE：过表达株系；RNAi：干扰表达株系；bar＝2cm。 [0021] 图8干旱胁迫下马铃薯试管苗表型统计图；E3：野生型；OE：过表达株系；RNAi：干扰表达株系。和表示与对照组相比有显著变化(：P<0.05；*：P<0.01；T检验)。条形图白色柱子上的不同字母表示正常处理间的显著差异，黑色柱子上的不同字母表示干旱处理间的显著差异(P<0.05)(邓肯法)。 [0022] 图9干旱胁迫下马铃薯试管苗生理指标分析；E3：野生型；OE：过表达株系；RNAi：干扰表达株系。和*表示与对照组相比有显著变化(：P<0.05；**：P<0.01；T检验)。条形图白色柱子上的不同字母表示正常处理间的显著差异，黑色柱子上的不同字母表示干旱处理间的显著差异(P<0.05)(邓肯法)。 [0023] 图10为StGSTL21基因序列，方框内为干扰片段。具体实施方式 [0024] 本发明专利下述实施例中使用方法和装置，如无特殊说明，均为常规方法和装置；所用器材、试剂均为试剂公司购买的常规器材和试剂。为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明专利的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在具体实施例中进行了例示。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明专利的技术方案，在实施例中仅仅示出了与根据本发明专利的方案密切相关的技术方案和/或处理步骤，而省略了关系不大的其他细节。 [0025] 实施例1 [0026] 本实施例提供马铃薯StGSTL21基因，所述StGSTL21基因CDS序列如SEQ ID NO.1和图10所示。通过构建StGSTL21基因的植物过表达载体PC2300S‑StGSTL21和干扰载体GATE8‑StGSTL21并稳定转化马铃薯组培苗，观察和检测各转基因材料在干旱胁迫下的生长表型和生理生化指标，发现StGSTL21基因提高马铃薯抗旱性的功能。 [0027] 实施例2 [0028] 本实施例提供马铃薯StGSTL21基因功能研究方法，包括如下步骤： [0029] 1.实验材料 [0030] 植物材料：马铃薯组培苗青薯9号(Qingshu9)、大西洋(Atlantic)、鄂3(E3)，均由甘肃农业大学提供。 [0031] 载体：植物过表达载体PC2300S‑StGSTL21和干扰载体GATE8‑StGSTL21引物序列如表1所示： [0032] 表1引物序列 [0033] [0034] [0035] 2.实验方法 [0036] 2.1组培苗实验处理 [0037] 基因克隆及组织特异性表达模式分析：取45d正常浇水和干旱处理马铃薯盆栽植株的根、茎、叶及块茎，样品用液氮迅速冷冻，置‑80℃冰箱保存。每个组织取3个生物学重复。 [0038] 2.2总RNA提取及cDNA合成 [0039] 用植物总RNA提取试剂盒提取各样品的RNA，通过0.1％琼脂糖凝胶电泳检测，并用超微量分光光度计检测RNA的纯度和浓度，随后将所提RNA用cDNA合成试剂盒(TOYOBO)反转录为cDNA，产物于‑20℃保存备用。 [0040] 2.3StGSTL21过表达载体和RNA干扰载体的构建以及转化农杆菌 [0041] 2.3.1目的基因克隆 [0042] 以马铃薯StGSTL21基因全长编码区序列为信息探针，利用马铃薯数据库比对，根据获得的序列设计引物，从马铃薯栽培种中克隆。以马铃薯幼苗的cDNA为模板，使用KOD Fox高保真酶进行马铃薯CDS序列的PCR扩增。使用KOD FX高保真酶参考说明进行目的基因扩增，扩增体系和扩增程序如下表2和表3所示。 [0043] 表2目的基因克隆PCR反应体系 [0044] [0045] 表3目的基因克隆PCR反应程序 [0046] [0047] 2.3.2植物过表达载体和RNA干扰载体的构建及酶切鉴定 [0048] 将测序结果正确的重组质粒双酶切后(酶切位点分别是KpnI与BamHI)与经相同双酶切后的PC2300S载体进行连接，从而获得融合重组质粒PC2300S‑StGSTL21。来用碱裂解法小量提取重组质粒使用KpnI与BamHI两种酶进行酶切鉴定。 [0049] 根据干扰序列以及载体GATE8的信息，将RNA干扰的正向片段插入到载体的XhoI(5’)和XhoI(3’)之间，反向互补片段插入到XbaI(5‘)和XbaI(3’)之间。全基因合成样品，用BamHI和NruI进行酶切鉴定。 [0050] 2.3.3过表达载体和RNA干扰载体转化农杆菌 [0051] (1)将上述载体置于冰上溶解，同时从‑80℃冰箱中取出农杆菌感受态在冰上自然解冻； [0052] (2)融合重组质粒PC2300S‑StGSTL21、GATE‑StGSTL21和农杆菌GV3101同时解冻后，分别取2μL融合重组质粒置于100mL农杆菌GV3101菌悬液中，轻柔混匀后，置于冰上5min，液氮5min，37℃水浴5min，冰浴5min； [0053] (3)冰浴结束后，在超净工作台中加入600μL无抗性的LB液体培养基，置于恒温摇床28℃，200rpm，摇3h； [0054] (4)6000rpm离心1min收集菌体； [0055] (5)在超净工作台上留100μL上清，弃多于上清，重悬后在双抗(50mg/ml Kan，50mg/mL Rif)平板上涂布，在28℃的培养箱中倒置培养； [0056] (6)两天后长出菌落，挑取单克隆进行阳性鉴定。 [0057] 2.4马铃薯的遗传转化 [0058] 2.4.1 种子播种 [0059] 马铃薯块茎消毒，播种于1/2MS培养基中暗培养至发芽，然后转入光照条件培养6‑8d； [0060] 2.4.2子叶预培养 [0061] 取无菌苗子叶，预培养2d； [0062] 2.4.3农杆菌活化 [0063] 在含50mg/L的卡那霉素培养基上活化农杆菌； [0064] 2.4.4农杆菌侵染及共培养 [0065] 农杆菌侵染，然后暗培养条件，共培养2d； [0066] 2.4.5筛选培养及分化 [0067] 转入筛选培养基，2周继代一次，直至出现绿色芽点； [0068] 2.4.6生根 [0069] 将抗性芽转入生根培养基，光照培养，2‑3周生根； [0070] 2.5转基因植株PCR检测 [0071] 采用天根的高效DNA提取试剂盒提取马铃薯试管苗的DNA，电泳检测质量，利用筛选标记基因特异性引物进行PCR检测(PCR体系如表4，PCR程序如表5)。利用实时荧光定量PCR分析转基因马铃薯的基因表达情况(实时荧光定量PCR体系如表6，实时荧光定量PCR程序如表7)。 [0072] 表4阳性鉴定PCR反应体系 [0073] [0074] 表5阳性鉴定PCR反应程序 [0075] [0076] 表6荧光定量PCR反应体系 [0077] [0078] 表7荧光定量PCR反应程序 [0079] [0080] 2.6转基因马铃薯的干旱胁迫处理和指标测定 [0081] 首先，筛选转基因马铃薯组培苗生长的最适的干旱胁迫浓度，将剪取长势一致的马铃薯转基因茎段和非转基因茎段接种于MS培养基和含150mM甘露醇的MS培养基上，等生长30d时，观察其表型，检测生理指标。 [0082] 2.6.1干旱胁迫下转基因马铃薯的表型指标和生理指标的测定 [0083] 剪取长势一致的转基因马铃薯茎段和野生型马铃薯茎段接种于MS培养基和含150mM甘露醇的MS培养基上，等生长30d时，对马铃薯组培苗进行株高、叶片数、根长和鲜重指标的测定，每个指标至少进行3次生物学重复。测定脯氨酸(Pro)含量(采用酸性茚三酮显色法测定)、过氧化物酶(POD)活性(采用愈创木酚比色法测定)过氧化氢酶(CAT)活性(采用紫外吸收法测定)、以及谷胱甘肽转移酶(GST)活性(谷胱甘肽S‑转移酶试剂盒，于苏州格锐思生物科技有限公司购买)，每个指标均取3个生物学重复。 [0084] 2.6.2干旱胁迫下转基因烟草的表达量 [0085] 取生长30d的马铃薯组培苗茎叶进行RNA提取，反转录，qPCR等实验，基因表达量采‑ΔΔCt用2 法。 [0086] 2.7数据分析 [0087] 采用Excel 2019对原始数据进行基本统计分析，采用SPSS24.0 软件进行显著性差异分析。 [0088] 3.实验结果 [0089] 3.1马铃薯StGSTL21基因的克隆 [0090] 以马铃薯栽培种的cDNA为模板克隆得到StGSTL21基因，PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳，如图1所示，获得约700bp左右大小的条带。将其回收纯化后连接到克隆载体上，转化大肠杆菌DH5α感受态细胞，37℃过夜培养，挑取单菌落进行PCR检测并进行测序，结果显示StGSTL21基因序列全长708bp。 [0091] 3.2过表达载体和RNA干扰载体的构建 [0092] 本发明利用酶切连接技术构建了获得了StGSTL21植物表达载体PC2300S‑StGSTL21，并用KPNI和BamHI进行酶切鉴定，如图2所示。本发明构建了GATE8‑StGSTL21干扰载体，用BamHI和NruI进行酶切鉴定，如图3所示。 [0093] 3.3StGSTL21在不同马铃薯组织中的相对表达量 [0094] 用qPCR分析马铃薯品种“Qingshu 9”和“Atlantic”的块茎、根、茎、叶中StGSTL21基因的组织特异性表达。结果如图4所示，在“Qingshu 9”和“Atlantic”中，StGSTL21基因均有表达，“Qingshu 9”叶的表达量是约块茎的172倍，根的25倍，茎的5倍，“Atlantic”叶的表达量是约块茎的153倍，根的7.6倍，茎的2倍。两个品种在茎和叶中的表达量都相对较高，说明StGSTL21在马铃薯生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。其中，StGSTL21在“Qingshu9”和“Atlantic”中都是在叶中表达量最高，并且极显著高于块茎、根和茎(P<0.05)。 [0095] 为了探究StGSTL21对非生物胁迫的响应利用qPCR检测了StGSTL21基因在干旱胁迫下的相对表达水平。由图4可知，在干旱处理下，块茎、根、茎和叶四种不同组织中，StGSTL21基因的相对表达水平存在明显差异(P<0.05)。在正常施水(对照组)的和干旱的情况下，“Qingshu 9”和“Atlantic”在叶中表达量都是最高，干旱处理后叶中表达量约增加一倍，且表达量大致相等。与“Qingshu 9”相比，“Atlantic”中StGSTL21基因的表达水平波动幅度更大，对干旱更加敏感。 [0096] 3.4马铃薯转基因株系的获得与鉴定 [0097] 马铃薯块茎消毒，播种于1/2MS培养基中暗培养至发芽，然后转入光照条件培养6‑8d；取无菌苗子叶，预培养2d；在含50mg/L的卡那霉素培养基上活化农杆菌；农杆菌侵染，然后暗培养条件，共培养2d；转入筛选培养基，2周继代一次，直至出现绿色芽点；将抗性芽转入生根培养基，光照培养，2‑3周生根。 [0098] 本发明所用的载体自带KANA基因，因此使用特异性引物进行PCR扩增可以直观的反应转基因烟草中是否有KANA基因的表达，即表示该株系是否为阳性株系。首先取样提取DNA，利用引物NPTIIF68和NPTIIR356进行PCR，结果如图(图5)所示，共鉴定到10个过表达阳性株系，4个RNA干扰阳性株系，然后对这些阳性株系进行实时荧光定量PCR检测其转录水平上的表达量，发现(图6)：与野生型E3相比，G22：OE1、OE2、OE3、OE4、OE5、OE6、OE7、OE8的基因表达量是E3的8.9倍、9.1倍、8.3倍、0.9倍、7.2倍、6.2倍、2倍、5.1倍，G22：RNAi1、RNAi2、RNAi3、RNAi4的基因表达量是是E3的0.010倍、0.006倍、0.012倍、0.011倍，表明已成功获得转基因马铃薯株系，过表达和RNA干扰分别选出两个株系进行后续实验。 [0099] 3.5马铃薯转基因株系在干旱胁迫下的表型指标分析 [0100] 为了探究转基因马铃薯在干旱胁迫前后的整体表型变化，本发明将在不同处理下的转基因株系植株进行拍照观察。株高是反应植物高度生长、了解植物生长发育过程的重要指标。本发明利用直尺对转基因马铃薯进行测定，如图7所示，正常培养30天后，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的株高分别为11.29cm、11.79cm、13.49cm、12.46cm、10.45cm，甘露醇处理30天后，野生型E3马铃薯和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的株高分别为4.96cm、7.42cm、8.94cm、2.34cm、2.73cm。在干旱处理下野生型E3株高下降了(图8)56.1％，显著高于OE1的 37.3％、OE2的40.0％，显著低于RNAi1的81.2％、RNAi2的73.9％(P<0.05)。 [0101] 根系通过影响植物对水分和养分的吸收进而影响植物的生长发育，根通过向地上器官发送信号，影响地上部分器官的功能。本发明分析发现正常培养30天后，如图7所示，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的根长分别为10.35cm、9.52cm、6.68cm、8.15cm，甘露醇处理30天后，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的根长分别为5.89cm、7.94cm、6.33cm、5.57cm、4.54cm。在干旱处理下野生型根长下降了(图8)42.0％，显著高于OE1的16.4％、OE2的5.6％，显著低于RNAi1的0.4％、RNAi2的44.3％(P<0.05)。 [0102] 植物叶片数即反应植物的生长状态和适应性，又能反应植物对环境条件的适应能力。本发明结果发现正常培养30天后，如图7所示，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的叶片数分别为12、10.63、11、9.65、13.63，甘露醇处理30天后，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的叶片数分别为8.76、9、9.33、6.33、8.33。在干旱处理下野生型叶片数下降了(图8)27.8％，显著高于OE1的15.7％、15.1％，显著低于RNAi1的34.5％、RNAi2的39.0％(P< 0.05)。 [0103] 鲜重反应植物的水分含量，通过比较植物的鲜重，了解植物的水分状况，对于研究植物耐旱性，抗病性等有重要的意义。本发明结果发现正常培养30天后，如图6所示，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的鲜重分别为0.46g、0.68g、0.87g、0.45g、0.40g，甘露醇处理30天后，野生型E3和OE1、OE2、RNAi1、RNAi2的鲜重分别为0.16g、0.37g、0.44g、0.16g、0.09g。在干旱处理下野生型鲜重下降了(图8)65.7％，显著高于OE1的46.0％、48.8％，显著低于RNAi1的63.3％、RNAi2的75.0％(P<0.05)。 [0104] 结果表明，在干旱处理下，过表达株系表型指标降幅显著低于野生型，干扰型降幅显著高于野生型。与野生型相比，过表达株系马铃薯对干旱胁迫的抗性更强，干扰株系马铃薯对干旱胁迫的抗性更差。 [0105] 3.6马铃薯转基因株系在不同干旱胁迫下的生理指标和表达量分析 [0106] 脯氨酸(Pro)具有极强的亲水性，能稳定原生质胶体和组织代谢过程，在防止细胞脱水方面发挥重要作用，因此测量脯氨酸含量可作为抗旱的生理指标之一。本发明结果表明(图9)，甘露醇处理30天后，野生型E3、OE1、OE2、RNAi1和RNAi2的Pro含量分别是正常处理的3.59倍、2.47倍、3.12倍、2.58倍和3.24倍，过表达马铃薯和RNAi马铃薯Pro积累量增幅显著低于野生型，过表达马铃薯Pro含量显著高于RNAi马铃薯(P<0.05)。 [0107] 超氧化物歧化酶(SOD)是活性氧清除系统中第一个发挥作用的抗氧化酶，SOD可歧化超氧阴离子自由基生成过氧化氢和分子氧，在保护植物免受氧化损伤过程中具有十分重要的意义。本发明结果表明(图9)，甘露醇处理30天后，野生型E3、OE1、OE2、RNAi1和RNAi2的SOD活性分别是正常处理的1.47倍、1.13倍、1.34倍、1.13倍和1.11倍，过表达马铃薯和RNA干扰马铃薯SOD活性增幅显著低于野生型，RNA干扰马铃薯SOD活性显著高于过表达马铃薯(P<0.05)。 [0108] 过氧化物酶(POD)可直接氧化酚类或胺类化合物，具有消除过氧化氢和酚类胺类毒性的双重作用。与SOD和CAT协同作用，清除体内过剩的自由基，从而提高植物的抗逆性。本发明结果表明(图9)，甘露醇处理30天后，野生型E3、OE1、OE2、RNAi1和RNAi2的POD活性分别是正常处理的1.28倍、1.29倍、1.15倍、1.54倍和1.60倍，过表达马铃薯POD活性增幅显著低于野生型，RNA干扰马铃薯SOD活性增幅显著高于野生型，RNA干扰马铃薯POD活性显著高于过表达马铃薯(P<0.05)。 [0109] 当植物在衰老或遭受逆境时，体内活性氧代谢加强因而累积H2O2，从而使细胞遭受损伤。过氧化氢酶(CAT)普遍存在于植物的所有组织中，可以清除H2O2，是植物体内重要的酶促防御系统之一。本发明结果表明(图9)，甘露醇处理30天后，野生型E3、OE1、OE2、RNAi1和RNAi2的CAT活性分别是正常处理的1.11倍、1.17倍、1.21倍、1.10倍和1.15倍，过表达马铃薯CAT活性增幅显著高于野生型，RNA干扰马铃薯CAT活性增幅于野生型无显著性差异，RNA干扰马铃薯CAT活性显著高于过表达马铃薯(P<0.05)。 [0110] 谷胱甘肽转移酶(GST)可清除植物在逆境中产生的过量活性氧，以保护植物的细胞膜结构和蛋白质活性。本发明结果表明(图9)，甘露醇处理30天后，野生型E3、OE1、OE2、RNAi1和RNAi2的GST活性分别是正常处理的1.16倍、1.21倍、1.18倍、0.95倍和0.88倍，过表达马铃薯GST活性增幅显著高于野生型，RNA干扰马铃薯GST活性增幅显低于野生型，过表达马铃薯GST活性显著高于RNA干扰马铃薯(P<0.05)。 [0111] 结果表明，在干旱处理下，过表达株系Pro含量显著高于于野生型，RNA干扰株系显著低于野生型；GST活性升高，显著高于野生型，RNA干扰株系GST活性降低，显著低于野生型(P<0.05)；但RNA干扰株系SOD、POD和CAT活性高于野生型，可能是由于RNA干扰株系中GST参与的抗氧化通路受到影响，刺激了其它抗氧化途径，迫使SOD、POD和CAT酶活性升高。 [0112] 总体来说，与野生型相比，过表达株系马铃薯对干旱胁迫的抗性更强，干扰株系马铃薯对干旱胁迫的抗性更差。 [0113] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

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