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建立髮根農桿菌轉殖冰花小苗及植株之系統及基因功能分析

為了解決SYM Mii 2012的問題，作者王致皓 這樣論述：

冰花(Mesembryanthemum crystallinum L.)為生長於高鹽和乾旱環境的耐鹽模式植物，雖已分離出許多耐鹽基因，但因冰花的組織再生效率較低，使得目前仍無有效率的轉殖系統幫助冰花的基因進行功能析，故本研究利用Agrobacterium rhizogenes菌株建立冰花小苗和植株的轉殖系統。A.rhizogenes(髮根農桿菌)會使受感染的植物產生不定根或毛狀根的病徵。本研究先利用冰花小苗作為材料，建立短暫表現外源基因的系統，經由外源GUS基因表現結果可觀察到三天大的小苗較五天大小苗感染率為佳，且感染後五天仍可觀察到GUS蛋白質表現，且在子葉及根部皆可觀察到GUS表現。以二

種A.rhizogenesA4及A8196菌株分別測試，實驗結果顯示A.rhizogenes A8196 菌株在感染二天內維持較高的感染效率，而A.rhizogenesA4菌株則可於感染後較多天仍維持一定的感染率。並經由基因體DNA-PCR實驗結果可知，小苗的地上部及地下部組織皆測得GUS基因，顯示這些冰花小苗已成功被A.rhizogenesA4或A8196感染。另外也使用A. rhizogenesA4、A8196或NCPPB1855菌株穿刺感染約六週大冰花植株，再以水耕方式栽培，促使冰花可於新生的根部表現外源GUS基因。經由觀察植株的根長及鮮重結果可知，若冰花經A. rhizogenes菌株

感染後，冰花植株根部長度及鮮重皆優於只有穿刺NaCl溶液的野生株，此外經感染的植株地上部生長情形也較控制組佳。同時觀察植株根部GUS染色情形及利用Western Blot分析GUS累積量，檢測結果發現根部於第一週及第八週皆有GUS蛋白質表現及累積。由上述實驗結果推測冰花受農桿菌感染後，植株因有較好的根系發展，使整體生長勢較佳，且此轉殖系統可成功將外源基因轉殖至冰花植株的根部，並持續穩定表現至少八週。此外為了進一步在冰花植物中分析McSnRK1 (SNF1-related protein kinase)基因對冰花耐鹽機制的影響，本研究利用含有McSnRK1、McSnRK1-UK或空載體的A.rh

izogenes A8196穿刺感染冰花，使植株受感染後產生的根部可表現外源基因。實驗結果顯示在非高鹽及高鹽處理下，可在根部表現McSnRK1的冰花植株的根部及葉片的生長，皆優於野生株或根部可表現McSnRK1-UK或根部含pE1779載體的冰花植株。而元素分析結果顯示在高鹽處理下，根部可大量表現McSnRK1冰花植株其根部及葉片中，鈉鉀元素的比例明顯低於野生株及其他二類植株。而根部可大量表現McSnRK1-UK冰花植株其根部及葉片中，鈉鉀元素比例高於野生株及其他二類植株。由上述結果可知當冰花根部大量表現McSnRK1後，McSnRK1可能偕同冰花細胞中其他基因進而調控鈉鉀離子的運輸及累積，使

得冰花植株對鹽分有較高的耐受性。