转甜菜碱醛脱氢酶基因水稻种子萌发和苗期耐盐性的研究

用0.0、3.0、5.0g/L NaCl对2个转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻51-22、52-7与受体亲本中花8进行萌发期盐胁迫试验.结果表明,盐胁迫下转基因材料受抑程度小于受体亲本,尤以52-7表现明显.用0.0、3.0、5.0g/L NaCl对51-22、52-7和中花8在幼苗期进行14 d盐胁迫试验.结果表明,低盐胁迫时幼苗受盐害较小,高盐胁迫时转基因材料耐盐性优于受体亲本;在盐胁迫7 d后,转基因材料体内脯氨酸含量明显高于受体亲本,同一品种随盐度增大,脯氨酸含量升高.     

转甜菜碱醛脱氢酶基因宁夏粳稻幼苗生理研究

为了提高植物耐盐性,充分利用盐碱地,通过采用农杆菌介导法将超旱生耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)的甜菜碱醛脱氢酶基因（HaBADH）转入宁夏粳稻,对其阳性植株幼苗进行耐盐性方面的相关生理研究。结果表明,在高浓度NaCl（5.0,7.0 g/L）胁迫下,与对照相比,转HaBADH基因粳稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性显著提高;丙二醛(MDA)的含量显著降低。说明转入HaBADH基因提高了粳稻对盐胁迫的耐受性。     

NaCl对库拉索芦荟的胁迫效应研究

温室盆栽条件下，研究了100～400mmol／L NaCl胁迫对2年生库拉索芦荟的生长及体内离子分布的影响。结果表明，100mmoL／L NaCl处理下芦荟植株干重和叶片叶绿素含量与对照差异不显著，200和400mmol／L NaCl处理下干重和叶绿素含量显著下降；芦荟根系活力在200mmol／L NaCl处理下达到最大值，增加盐浓度，根系活力下降；盐胁迫处理的叶片电解质渗漏率显著高于对照，随着胁迫强度的增加而增加。盐胁迫下，芦荟体内Na^＋和Cl^-含量随着盐浓度的增加而增加，K^＋和Ca^2＋表现出相反的变化趋势。Na^＋主要积累在茎部，叶片和根系含量较小；Cl^-主要积累在叶片，茎部含量相对高于根系。盐胁迫下芦荟体内K^＋和Ca^2＋含量明显低于对照，随着盐浓度增加，叶片K^＋含量明显增加，Ca^2＋则相反。芦荟叶片保持相对较低的Na^＋／K^＋比率和较强的K^＋和Ca^2＋向上选择性运输能力，是芦荟具有一定耐盐性的重要原因。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因提高烟草抗旱及耐盐性

将甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因与组成型启动子CaMV 35S启动子融合,构建了植物表达质粒pBIBB。通过根癌农杆菌介导将BADH基因导入烟草,经PCR、Southern杂交、Northern杂交证明BADH基因已整合到烟草基因组中并在转基因植株中转录和表达。测定转基因植株叶片中甜菜碱醛脱氢酶活性,结果显示对照植株没有BADH酶活性,转基因植株的各个株系间甜菜碱醛脱氢酶比活力差异较大,范围在0.1~1.0 U mg-1间。转BADH基因的烟草在盐胁迫和聚乙二醇（PEG）胁迫条件下生长状态良好,生长势强于未转基因植株,说明BADH基因能在异源植物中正常翻译、表达和用于植物抗旱、耐盐基因工程的研究。     

转BADH基因玉米植株的获得及其耐盐性分析

采用超声波辅助花粉介导植物转基因方法, 将甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因导入玉米自交系郑58, 获得了耐盐性强的转基因玉米植株。经卡那霉素抗性初筛、PCR扩增、Southern blot杂交分析, 证明BADH基因已导入转化植株并整合到其基因组中。用不同浓度的NaCl溶液对T₂代转基因玉米植株与对照进行盐胁迫处理, 结果表明, 转BADH基因玉米植株表现出一定的抗逆性, 生长状况明显优于对照; 根据非转化苗对NaCl的反应以及生长状况, 确定250 mmol L^-1 NaCl溶液为玉米幼苗耐盐性筛选的适宜浓度; 依据此临界浓度下形态指标和生理生化指标的测定结果, 与对照相比, 转基因植株的株高提高10.94%~25.7%, 鲜重增加8.62%~18.2%, 干重增加9%~18.18%, 相对电导率降低37.21%~58.14%, 叶绿素含量增加15.89%~90.65%, 超氧化物歧化酶(SOD)活性提高64.92%~148.29%, 丙二醛(MDA)含量减少26.97%~48.05%。综上所述, 转入甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因提高了玉米的耐盐性。这是首例将BADH基因导入优良玉米自交系郑58的报道。超声波辅助花粉介导法是一种经济、高效、实用和无基因型依赖性的植物基因转化方法。     

逆境下转BADH基因小麦甜菜碱醛脱氢酶活性表达与甜菜碱积累

对盐、旱逆境下转BADH基因小麦品系99T6的生长发育、甜菜碱醛脱氢酶活性及甜菜碱积累等进行了研究分析,结果表明,转BADH基因株系在盐逆境下具有明显的生长优势,耐盐能力达到100mmol/L;电导率和质膜相对透性表明转基因株系抗膜损伤能力增强;甜菜碱醛脱氢酶活性的增强和甜菜碱积累的增加,说明转基因株系的盐旱逆境抗性是通过甜菜碱积累这一长期、持久的方式解除渗透胁迫,而不是通过脯氨酸积累这种临时的应急反应;以甜菜碱作为靶标性状采用基因工程方法提高植物盐旱耐性是可行的.     

盐环境下棉花体内离子分布研究

以陆地棉（G.hirsutum L.）的1个耐盐和2个盐敏感品种为材料,研究了盐胁迫条件下陆地棉植株体内Na^＋、K^＋和Ca^2＋的吸收及分布.研究表明：盐胁迫显著地降低耐盐性较弱的品种（中棉所07和中棉所41）根内的K＋含量,而耐盐性较强的品种（中棉所35）根内的K^＋含量则显著提高;盐胁迫可以显著提高根和叶片内Na^＋的含量而显著降低花内的Na^＋含量.盐胁迫对棉花Ca^2＋的吸收会产生显著的抑制作用.     

外源NO供体硝普钠(SNP)对盐胁迫下水稻幼苗中叶绿素和游离脯氨酸含量以及抗氧化酶的影响

在100 mmol L^-1 NaCl胁迫下, 研究了不同浓度一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)处理对水稻叶片叶绿素、游离脯氨酸含量, 叶片及幼根中愈创木酚过氧化酶(guaiacol peroxidase, GPX)、超氧化物歧化酶(superoxide dis-mutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性以及超氧阴离子产生速率等生理指标的影响。结果表明, 适当低浓度SNP处理可以显著提高盐胁迫下水稻叶片中叶绿素和脯氨酸含量, 并明显缓解盐胁迫下叶片和幼根受到的氧化性损伤; 但在水稻幼苗不同器官, SNP调节的主要靶酶有所不同, 在叶片中促进SOD和CAT活性, 而在幼根中除SOD和CAT活性外, 还提高GPX活性。     

外源2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下对水稻幼苗生理特性的影响

为探讨外源2,4-表油菜素内酯(EBR)对盐胁迫下水稻幼苗生理特性的影响。以水稻品种‘湘早籼45号’为试验材料,在盐胁迫下喷施不同浓度外源EBR,研究其对水稻幼苗光合色素及抗氧化系统的影响。结果表明:盐胁迫能显著抑制水稻幼苗光合色素的合成,并对抗氧化系统造成损伤。1μmol/L EBR溶液能有效缓解盐胁迫下水稻幼苗光合色素含量的降低,在盐胁迫24 h时最为明显,其叶绿素a、类胡萝卜素和总叶绿素含量相比对照分别提高51.77%、52.35%、57.62%。同时,1μmol/L EBR溶液喷施能显著提高盐胁迫24 h时的叶片SOD、CAT活性和根系CAT活性,以及盐胁迫恢复后(72 h)的根系SOD活性和叶片POD活性,相比CK2增加了2.91%～24.86%,并且能有效降低MDA含量的积累。因此,在生产上,喷施1μmol/L EBR溶液能有效缓解盐胁迫下水稻幼苗受到的损伤。本研究为盐胁迫下EBR调控水稻幼苗耐盐生理调控机制提供了理论基础。     

水杨酸对盐胁迫下三角滨藜种子萌发及幼苗生长的影响

以盐生植物三角叶滨藜为材料。研究不同浓度水杨酸（SA）处理对三角滨藜在不同浓度盐胁迫（NaCl）下种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：随着盐胁迫浓度的增加．滨藜种子发芽率逐步降低．当NaCl浓度达200mmol／L时严重抑制滨藜种子的萌发。用SA浸种后，在没有盐胁迫的情况下，可以增加滨藜种子的萌发率．但在有盐胁迫的情况下，SA不能增加种子的萌发率，甚至加剧了盐胁迫的不利影响。滨藜幼苗在0～200mmol／L的盐浓度下均能正常生长，用SA处理幼苗，能够促进盐胁迫下幼苗的生长。测定SA处理后幼苗体内过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性变化。结果表明：SA处理可以提高盐胁迪下幼苗体内的SOD和POD活性。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜高粱(Sorghum bicolor)幼苗的影响

为探究外源亚精胺(spermidine,Spd)对盐胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化的影响,以‘辽甜1号’甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.5 mmol/L,1.0 mmol/L,1.5 mmol/L)的Spd喷施处理165 mmol/L NaCl胁迫下的甜高粱幼苗,测定处理7 d和15 d后甜高粱幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性等生理生化指标,测定处理15 d后甜高粱幼苗的株高、鲜重、干重及幼苗相对含水量。结果表明,盐胁迫显著抑制了甜高粱幼苗的生长及生理生化指标,喷施不同浓度Spd可提高盐胁迫下甜高粱幼苗叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr,降低Ci,提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量,降低MDA含量,提高SOD、POD、CAT和APX活性。说明在盐胁迫下外源喷施Spd能够增强甜高粱幼苗的光合作用,促进幼苗生长,同时增加渗透调节物质含量,提高抗氧化物酶活性以稳定细胞内环境,从而增强甜高粱幼苗的耐盐性,其中1.0 mmol/L的Spd处理效果最佳。本研究为利用外源Spd缓解植物盐胁迫伤害提供科学依据,为提高甜高粱幼苗的耐盐性提供一种新的手段。     

异甜菊醇对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响

为研究赤霉素结构类似物异甜菊醇对盐胁迫条件下小麦幼苗生长的影响,拟开发一种提升小麦抗盐性能的新型植物生长激素。采用滤纸培养法,用NaCl溶液模拟盐胁迫条件,用10^-10~10^-7mol/L异甜菊醇水溶液预处理小麦种子,设置对照组CK（无盐胁迫）和模型组（无预处理）。培养7d后,测定小麦苗长、根长、苗鲜重、根鲜重以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、过氧化物酶活性及丙二醛含量。结果表明,不同浓度的异甜菊醇对盐胁迫条件下小麦幼苗的生长指标及抗氧化酶活性均有一定的提高作用,其中对根生长的促进作用最明显,对SOD活性提高最显著。100mmol/L NaCl盐胁迫条件下,10^-8mol/L异甜菊醇对小麦的抗盐性能提高最佳,与模型组比小麦幼苗根鲜重提高了89.7%,SOD活性提高了53.3%;150mmol/L NaCl盐胁迫条件下,10^-9mol/L异甜菊醇对小麦的抗盐性能提高最佳,与模型组比小麦幼苗根鲜重提高了80.8%,SOD活性提高了203.9%。综上可知,异甜菊醇可通过提高小麦幼苗的抗氧化酶活性来缓解盐胁迫对早期小麦幼苗的生长胁迫,且最适宜异甜菊醇预处理浓度会随盐胁迫浓度不同而不同。     

盐胁迫对桉树(Eucalyptus)活性氧代谢和CAT基因表达的影响

桉树耐贫瘠,盐胁迫影响桉树的生长速率,严重时造成桉树枯萎死亡。本研究以‘广林9’三月龄组培苗为材料,分别用不同浓度NaCl溶液(0, 30 mmol/L, 60 mmol/L, 90 mmol/L, 120 mmol/L, 150 mmol/L)处理20天后,检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)含量、丙二醛(malonaldehyde, MDA)质量摩尔浓度等生理指标以及CAT基因的转录变化。NaCl处理后,MDA质量摩尔浓度、H2O2含量显著升高,在90 mmol/L或120 mmol/L处达到最大值;盐胁迫下POD、SOD和CAT活性均表现为先升高后降低的趋势,并且在90 mmol/L NaCl时达到最大值。设无NaCl处理下CAT基因的表达水平为1,用qPCR (real-time quantitative PCR)方法分析不同盐胁迫下6个CAT基因的相对表达水平。随着NaCl浓度增大,CAT1、CAT2和CAT3的相对表达水平呈逐渐降低的趋势,NaCl浓度为30 mmol/L相对表达水平最高,分别为1.54、6.38和1.27;CAT5和CAT6的相对表达水平在120 mmol/L NaCl时达到最大值,分别为2.65和2.21;CAT4的相对表达水平随NaCl浓度增大而增大,并在NaCl浓度为150 mmol/L时显著升高,相对表达水平达3.31。结果表明:90~120 mmol/L NaCl浓度为桉树的耐盐胁迫的极限;盐胁迫会引起桉树ROS (Reactive oxygen species)代谢失衡,积累H2O2导致膜脂过氧化;6个CAT基因在不同盐胁迫强度下的转录变化差异显著,响应机制不尽相同。本研究可为桉树应答盐胁迫机理研究和桉树栽培管理提供参考。     

The Suaeda liaotungensis kitag betaine aldehyde dehydrogenase gene improves salt tolerance of transgenic maize mediated with minimum linear length of DNA fragment

In this research we established a particular vector-free and marker-free plant transformation system of maize to overcome the obstacles of biosafety limits. The BADH gene was introduced into maize by pollen-tube pathway, using the principle of minimum linear length of the transformation element, which was composed of only the BADH gene, expression regulatory sequence (35S CAMV promoter, NOS terminator), and T-DNA border sequence at both sides. Twenty-seven of 2076 transformed samples were positive in PCR amplification and the PCR positive rate of T₁ generation was 1.3%. Further Southern blotting results indicated that the BADH gene was integrated into maize genome. Transgenic lines of progeny were examined for tolerance to NaCl by induced salt stress with 250 mM NaCl Hoagland solution. After 15 days of treatment, 73.9–100% of the transgenic seedlings survived and grew well, whereas most wild-type seedlings wilted and showed loss of chlorophyll. Only 8.9% of the wild-type plants survived but gradually died after salt stress. The electrical conductivity of the transgenic line of progeny after salt stress was lower than wild type. The transgenic progeny had higher glycinebetaine and Chlorophyll content than wild type after salt stress.     

两个小麦新品种的耐盐性分析

为了研究不同浓度NaCl胁迫对小麦生理特性及TaNHX1基因表达的影响,以鲁原502和青麦6号2个小麦新品种为试验材料,50,100,150,200 mmol/L NaCl胁迫下测定2个小麦品种种子发芽率、幼苗鲜质量、根系活力、质膜透性、MDA含量、Na~+含量等生理指标,并通过荧光定量PCR方法对小麦耐盐基因TaNHX1在根部和茎基部的表达量进行了比较。结果表明,100 mmol/L以上浓度NaCl胁迫下青麦6号种子发芽率显著高于鲁原502;低浓度NaCl胁迫对青麦6号幼苗生长具有显著促进效应,150 mmol/L NaCl胁迫下青麦6号幼苗鲜质量显著降低,而鲁原502幼苗鲜质量在100 mmol/L NaCl胁迫下就开始显著降低;高浓度NaCl胁迫下鲁原502根系活力下降幅度显著大于青麦6号;相同浓度NaCl胁迫下鲁原502叶片质膜透性和MDA含量均显著高于青麦6号,说明NaCl胁迫对青麦6号叶片细胞质膜伤害较小;高浓度NaCl胁迫下青麦6号根部和茎基部Na+含量均显著高于鲁原502,说明青麦6号根部和茎基部的拒Na+能力显著大于鲁原502,可以有效限制Na+向地上部运输;鲁原502和青麦6号的TaNHX1基因分别在100,150 mmol/L NaCl胁迫下达到最高表达量。以上结果说明青麦6号比鲁原502更耐盐,鲁原502的最高耐盐浓度为100 mmol/L,青麦6号的最高耐盐浓度为150 mmol/L。     

GSH/GSSG对盐胁迫下番茄幼苗谷胱甘肽化修饰和抗氧化系统的影响

以营养液栽培‘中蔬四号’番茄(Solanum lycopersicum Mill.)为研究材料,研究不同时期的盐胁迫下叶面喷施5 mmol/L还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)和1 mmol/Lγ-谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂(inhibitor of gamma-glutamylcysteine synthetase,BSO)对番茄幼苗叶片GSH和抗坏血酸(ascorbic acid,As A)水平、抗氧化酶活性及谷胱甘肽化抗氧化酶活性的影响。结果表明:盐胁迫、盐胁迫+BSO两种处理下喷施外源GSH显著升高了番茄幼苗叶片中GSH和As A含量、GSH/GSSG和As A/DHA比率以及超氧化物歧化酶(superoxidase dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(monodehydroascorbate reductase,MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)的活性(NaCl+GSH处理除15 d的MDHAR活性;NaCl+BSO+GSH处理除15 d的DHAR活性);添加GSSG诱导的谷胱甘肽化修饰使盐胁迫下番茄幼苗叶片的SOD、MDHAR(15 d)、DHAR(5和15 d)、GR(5和10 d)、GPX(5和15 d)活性显著增加,同时GSH处理能够诱导上述酶发生去谷胱甘肽化修饰,从而维持细胞内的氧化还原平衡。由此表明外源GSH能够通过蛋白质谷胱甘肽化修饰对植物进行氧化还原(Redox)调控,以维持番茄体内Redox平衡,从而缓解盐害对番茄幼苗叶片造成的氧化胁迫,减少NaCl对植株造成的伤害。本研究为明确GSH/GSSG与番茄耐盐性的关系及其潜在生理机制,有效缓解番茄盐害提供了一定的理论支持。