盐爪爪液泡膜H+-ATPase B亚基基因克隆及盐胁迫液泡膜相关基因的表达

[目的]研究藜科盐生植物盐爪爪(Kalidium foliatum)V-H+-ATPase B亚基基因的克隆与液泡膜相关基因的表达分析.[方法]采用RT-PCR和RACE技术克隆盐爪爪V-H+-ATPase B亚基基因(VHA-B),利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析液泡膜相关基因KfVHA-B、Na+/H+逆向转运蛋白基因KfNHX的表达情况.[结果]KfVHA-B全长1 881 bp,含1 467 bp的ORF阅读框,命名为KfVHA-B(GenBank登录号:EF114316),编码488个氨基酸,推测的蛋白分子量大小为54.01 kD,理论等电点为4.68,含一个保守的ATP结合位点‘323-SGSIT-327’和两个推测的多聚腺苷酸化的信号保守序列;基因编码蛋白的系统进化树分析表明,盐爪爪VHA-B与盐穗木的VHA-B聚类关系最近;qRT-PCR检测了液泡膜相关基因KfVHA-B、Na+/H+逆向转运蛋白基因KfNHX的表达,100、500 mmol/L NaCl处理下,KfVHA-B在转录水平表达量始终保持较稳定,KfNHX基因在转录水平随盐浓度的增加其表达量呈现递增趋势,而且100 mmol/L NaCl处理下72 h时其表达量达到最大.[结论]KfVHA-B可能在盐爪爪应对盐胁迫中起着重要的作用.     

盐胁迫对茄子光合特性、叶绿素荧光及保护酶活性的影响

为探究茄子耐盐机制及盐胁迫忍受范围,通过温室内无土栽培试验,设置0,15,65,115,165 mmol/L等5个Na Cl水平,研究不同浓度的盐胁迫对茄子光合指标、叶绿素荧光参数及保护酶活性的影响。结果表明,随盐胁迫强度的增强,气孔导度、蒸腾速率、PSII潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)呈下降趋势,与光合速率呈正相关,胞间CO2浓度和初始荧光(Fo)呈现逐渐升高,暗适应后最大荧光(Fm)呈现单峰变化趋势;SOD,CAT,POD活性随盐胁迫强度的增加呈现先升高后降低的变化规律,在Na Cl浓度为65 mmol/L时最大,而APX在Na Cl浓度15 mmol/L时最大。总之,在土壤Na Cl浓度小于15 mmol/L时,对茄子光合速率、叶绿素合成影响不显著,对茄子的生长影响不明显;而当Na Cl浓度大于15 mmol/L时,茄子光合速率、叶绿素合成受到明显抑制,保护酶系统甚至受到破坏,已不适宜茄子种植。     

NaHCO_3胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长的影响及其耐盐候选基因预测

为研究甘蓝型油菜耐碱性盐机制,以甘蓝型油菜耐盐品系‘2205’与敏盐品系‘1423’为试验材料,通过人工模拟碱性盐胁迫,研究NaHCO_3对甘蓝型油菜幼苗生理的影响及耐盐相关基因的表达量变化,分析耐盐生理指标与基因表达量的相关性,初步预测耐盐候选基因。结果表明:随着碱性盐NaHCO_3(75mmol/L NaHCO_3)胁迫时间的延长,幼苗叶片的电导率、抗氧化酶(SOD、POD)活性、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖)质量分数逐渐上升,且耐盐品系‘2205’的抗氧化酶活性、渗透调节物质质量分数高于盐敏感品系‘1423’,而电导率低于盐敏感品系‘1423’。6个耐盐相关基因的表达量分析表明, Bna17410D和 Bna12880D基因的表达量在量耐盐与敏盐品系中呈现先上升后下降的趋势,其余均表现为一直上升的趋势。相关性分析表明, Bna00850D在两品系中与大部分耐盐相关指标的变化呈显著相关性,因此推测 Bna00850D可能为甘蓝型油菜耐碱性盐的候选基因。     

盐胁迫下菊芋块茎萌芽成苗过程中活性氧与抗氧化酶活性的变化研究

以含有不同浓度Na Cl(0、50、100、150、200、250 mmol/L)的1/2 Hoagland营养液处理,观察了盐胁迫下萌发成苗阶段的菊芋块茎中活性氧和抗氧化酶活性的变化。结果表明,超氧阴离子(O2-)的产生速率对于Na Cl胁迫响应不明显,而过氧化氢(H2O2)含量对Na Cl胁迫响应强烈,且有随Na Cl处理浓度增加而上升的趋势,出苗5 d和10 d时情况相近。出苗5 d时,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶响应Na Cl胁迫而活性升高,而出苗10 d时总体上Na Cl胁迫下各种抗氧化酶的活性低于无Na Cl处理。     

盐胁迫下白刺试管苗的生长与耐盐响应

通过测定不同梯度盐胁迫下白刺试管苗的生长指标和根茎的抗性生理指标,探讨了白刺试管苗的耐盐特性。结果显示:从白刺的形态生长看,在NaCl浓度为100 mmol/L时,白刺试管苗长势最优,浓度为200 mmol/L时,白刺试管苗长势有所下降,但仍能正常生长。从各抗性生理指标看,NaCl浓度为50 mmol/L和100 mmol/L时,茎叶和根的多数抗性指标值小于对照;NaCl浓度在150 mmol/L和200 mmol/L时,茎叶和根的多数抗性指标值就开始逐渐增加,大于对照。说明Na Cl浓度在100 mmol/L以内时,对白刺试管苗的生长有促进作用,甚至提供了白刺生长所需的营养,并未产生胁迫。NaCl浓度大于100 mmol/L之后,对白刺试管苗的生长开始逐渐产生胁迫,但白刺通过自身抗逆性机制调节,在NaCl浓度为200 mmol/L时还能正常生长。     

盐胁迫下TheIF1A基因启动子表达特性分析

为探讨刚毛柽柳真核翻译起始因子1A(The IF1A)基因对植物逆境胁迫响应的调控作用,对The IF1A基因启动子盐胁迫下的应答表达情况进行分析,比较转The IF1A基因启动子拟南芥在不同浓度盐胁迫及不同时间后GUS染色和酶活差异。结果显示:The IF1A启动子在短时间内即对400 mmol/L Na Cl胁迫做出应答,主要表现为表达受抑制,各组织中老叶的GUS酶活性最高;100mmol/L Na Cl胁迫下,The IF1A启动子活性也被明显抑制,胁迫20 h后,GUS酶活性恢复到较高水平,各组织中,根中的活性最低。研究表明,The IF1A启动子的表达能对盐胁迫作出应答,但在低盐和高盐胁迫下的应答方式存在一定的差异性。     

盐胁迫对水稻幼根乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶基因表达的影响

以水稻(Oryza sativa)南粳44号为材料,研究不同浓度NaCl胁迫对水稻幼根中乙醇脱氢酶(ADH3)和乙醛脱氢酶(ALDH)基因表达的影响.结果表明,NaCl浓度和胁迫时间都对ADH3和ALDH的表达有影响.与对照相比,100 mmol/L NaCl胁迫后ADH3和ALDH的相对表达量下降或没有显著变化;而300、400 mmol/L NaCl胁迫12、192 h时ADH3和ALDH的相对表达量极显著高于对照,胁迫48 h时这两个基因的相对表达量则显著或极显著低于对照.     

盐芥CAS基因的生物信息学分析及在盐胁迫下的表达

盐芥(Thellungiella salsuginea)是一种新型的模式植物,具耐盐特性,但盐芥的抗盐机理仍不清楚。本研究对盐芥氰丙氨酸合酶(cyanoalanine synthase,CAS)基因进行了生物信息学分析,并检测了盐胁迫条件下CAS基因的表达变化。生物信息学分析表明,编码盐芥CAS合酶的基因含有9个外显子和8个内含子,CAS合酶偏酸性,主要定位于细胞质中起作用。启动子分析表明,盐芥CAS基因启动子上有多个盐胁迫响应元件。进一步的盐胁迫试验表明,盐芥植株在200 mmol/L Na Cl胁迫条件下表现出较强的抗性,CAS基因受胁迫诱导上升。盐胁迫处理后9 h,CAS基因表达高出对照组材料2倍,氰化氢(HCN)含量被降低到较低水平。这些结果表明,CAS基因在盐芥胁迫应答反应中起重要作用。     

盐胁迫对黑龙江5种红小豆种子萌发的影响

为研究不同浓度Na Cl胁迫对黑龙江省红小豆种子芽期的影响,评价红小豆种子在芽期耐盐性,本试验以黑龙江地区5种红小豆为材料,设置5个Na Cl浓度梯度(32.5 mmol/L、65 mmol/L、97.5 mmol/L、130 mmol/L、162.5 mmol/L)及0浓度对照,探讨盐胁迫对5种红小豆种子发芽率、发芽势、根长、芽长、侧根数、根重及芽重的影响。结果表明:(1)盐胁迫具有抑制红小豆种子萌发作用;(2)低浓度(65 mmol/L)盐胁迫的抑制作用会随盐溶液浓度增加而增强,盐浓度高于65 mmol/L时严重抑制红小豆种子萌发;(3)综合各项指标5种红小豆中珍珠红的耐盐性最高。     

盐胁迫下苗期栽培大豆生理响应及Na~+动态平衡关键基因的表达

【目的】研究耐盐栽培大豆和盐敏感栽培大豆对盐胁迫的响应,特别是盐胁迫对大豆幼苗光合特性、离子含量及Na~+动态平衡相关基因表达的影响,通过比较盐胁迫下不同大豆品种的响应差异,揭示不同基因型大豆耐盐机制,为大豆栽培管理、耐盐品种的选育及人工调控提供理论参考。【方法】以耐盐栽培大豆(Y8D6008、Y8D6013)和盐敏感栽培大豆(Y8D6132、Y8D6136)为材料,选取长势一致的大豆幼苗于1/2×Hoagland营养液中培养,待第一片复叶完全展开时,营养液中加入Na Cl,每天递增50 mmol·L~(-1)到达处理浓度150 mmol·L~(-1),处理持续7 d。以不加Na Cl的1/2×Hoagland营养液作为对照,研究盐胁迫下大豆幼苗的光合特性、离子含量及Na~+动态平衡相关基因表达变化。【结果】150 mmol·L~(-1) Na Cl不同程度地抑制了4种大豆幼苗生长,同时显著降低SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但是Na Cl胁迫对盐敏感大豆影响程度显著高于耐盐品种;盐胁迫显著降低耐盐大豆的胞间CO2浓度,而盐敏感大豆与之相反,说明150 mmol·L~(-1) Na Cl处理下气孔限制是引起耐盐品种光合速率下降主要因素,而盐敏感品种光合速率下降主要因素是非气孔限制。对大豆植株的不同离子含量进行测定,发现盐胁迫下4种大豆叶片中Na~+积累均显著升高,盐敏感品种上升幅度显著高于耐盐品种,而K~+含量与Na~+含量的变化规律相反。盐敏感大豆叶片中磷含量(P)均受盐胁迫显著下降,而耐盐大豆叶片P在胁迫后略有增加。相关分析表明净光合速率变化幅度与叶片中Na~+、K~+和P含量变化幅度存在显著的相关性。对6个参与大豆植株体内Na~+动态平衡相关基因Gm SOS1、Gm Ncl1、Gm SALT3、Gm NHX1(离子通道基因)、Gm CIPK1(信号转导基因)和Gm AVP1(能量运输相关基因)相对表达量进行分析,发现盐胁迫后4种大豆的Gm Ncl1表达量均显著上调,盐敏感品种上调倍数高于耐盐大豆品种,这种表达变化与大豆的耐盐性具有一定的关联性,而其他5个基因表达量与大豆的耐盐性没有明显的关联性。【结论】与盐敏感大豆相比,耐盐大豆在盐胁迫环境条件下减少Na~+在叶片中的积累,保持相对较高的K~+和P含量,并维持相对较高的光合速率,这是耐盐大豆比盐敏感大豆具有较强耐盐特性的因素之一,另外Na~+动态平衡相关基因GmNcl1可能与大豆耐盐特性有一定关联性。     

两种紫花苜蓿苗期耐盐特性的初步研究

为研究2种紫花苜蓿品种中苜3号和WL-SALT的耐盐程度及其在盐胁迫处理下的生理反应规律,用0 mmol/L, 50 mmol/L, 100 mmol/L, 200 mmol/L, 300 mmol/L, 400 mmol/L NaCl溶液模拟盐胁迫处理2种紫花苜蓿幼苗,观察记录各处理的盐害情况,分别测定株高、叶绿素(Chl)含量、地上生物量,分析了不同胁迫程度下相关指标的变化情况。结果表明,低浓度盐胁迫对其生长无显著影响,2种苜蓿具有较强的耐盐性,能够抵抗一段时间较低浓度(100 mmol/L)的盐胁迫。随着浓度的增加,在300 mmol/L, 400 mmol/L处理下,二者受到的盐害逐渐增大,Chl含量逐渐降低,综合评价结果表明,在100 mmol/L, 200 mmol/L NaCl胁迫下,中苜3号苜蓿比WL-SALT更耐盐;而300 mmol/L, 400 mmol/L NaCl处理时,WL-SALT的耐盐性大于中苜3号苜蓿。     

盐胁迫对欧洲千里光幼苗生理生化特性的影响

为研究盐胁迫对欧洲千里光幼苗生理生化特性的影响,采用人工水培方式,探讨不同Na Cl浓度(0~150 mmol/L)胁迫下欧洲千里光幼苗(Senecio vulgaris L.)生理生化指标(叶绿素含量、丙二醛含量、相对电导率、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性)的变化。结果表明,在低浓度盐胁迫(50 mmol/L)下,叶绿素含量与对照相比呈升高趋势,叶绿素含量随盐浓度的升高逐渐下降;相对电导率、丙二醛(MDA)含量则随盐胁迫程度的加强逐渐上升;盐胁迫导致活性氧大量积累,并迅速激活抗氧化酶系统,POD、CAT的活性均随盐胁迫程度的加强呈先上升、后下降的趋势。     

栽培番茄耐盐突变体的离体筛选

栽培番茄品种“矮黄”的子叶作为外植体诱导愈伤组织 ,用 Na Cl进行直接高盐胁迫筛选。结果表明 ,2 2 5 mmol/LNa Cl直接高盐胁迫获得了耐盐突变体 ,1 0株完整的再生耐盐植株 ,在 1 5 0 mmol/L Na Cl的盐胁迫下 ,成活率可达 70 % ,而未经胁迫筛选过的原始株成活率则为零。其中 ,1株耐盐突变株能正常开花、结果。对其后代离体培养的茎尖和下胚轴外植体耐盐性进行比较 ,表明其后代仍然保持耐盐性     

新疆耐盐植物藜的甜菜碱醛脱氢酶基因(CaBADH)的克隆、盐胁迫表达分析及植物表达载体的构建

[目的]为开展植物耐盐基因工程提供候选基因.[方法]研究以新疆耐盐植物藜为材料,利用同源克隆技术从藜中克隆到BADH基因,并通过RT-PCR方法对其在不同盐胁迫下的表达进行了初步分析,随后将该基因构建至高效植物表达载体pCN2300上.[结果](1)经测序分析并与藜科其他植物进行同源性比对显示,得到的序列为藜的BADH基因,开放阅读框长度为1 503 bp,编码500个氨基酸;(2)以BADH基因核心序列设计引物对此基因在盐胁迫下的表达进行了RT-RCR分析,发现其本底表达量较高,以100 mmol/L NaCl处理2、5、12和24 h后其表达量没有明显增加趋势,而以50 mmol/L- NaCl或KCl长期胁迫后其表达量则比对照和100 mmol/L时的表达量高;(3)经双酶切鉴定,已成功将CaBADH基因构建到植物表达载体pCN2300,得到重组质粒pCN2300-CaBADH.[结论]研究为进一步从生理和分子水平阐明藜的耐盐机制提供了一定参考.并为通过转基因技术获得耐盐作物新品种打下基础.     

内生真菌印度梨形孢对水稻苗期耐盐性的影响

[目的]研究印度梨形孢(Piriformospora indica)对盐(NaCl)胁迫后水稻幼苗生长发育的影响,明确印度梨形孢提高水稻幼苗耐盐性的机理.[方法]采用不同浓度(0、50、100、150和200 mmol/L)的盐(NaCl)溶液处理水稻幼苗,72 h后加入5×105个/mL的印度梨形孢孢子悬浮液10 mL侵染水稻根部(接种处理),以未侵染为对照(不接种,CK);20 d后测定水稻幼苗叶片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性等生理指标,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测耐盐相关基因的表达情况.[结果]盐胁迫处理后,与CK相比,接种处理水稻幼苗的MDA含量降低,叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性升高.其中,盐胁迫浓度为150和200 mmol/L时,CK的MDA含量是接种处理的1.5和2.8倍;盐胁迫浓度为150 mmol/L时,接种处理的Pro含量是CK的2.1倍;盐胁迫浓度为200 mmol/L时,接种处理的可溶性糖含量是CK的1.8倍;差异均达显著水平(P<0.05,下同).qPCR检测结果表明,经盐胁迫后接种处理水稻幼苗叶片中耐盐相关基因SNAC1、OsNAC6、OsBZIP23和OsDREB2A的表达量均高于CK,各基因表达量均在100 mmol/L处理下达最大值,其中SNAC1和OsNAC6基因表达量分别是CK的1.5和1.1倍,差异达显著水平.[结论]接种印度梨形孢可降低盐胁迫后水稻幼苗叶片的MDA含量,提高抗氧化酶活性及Pro、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量,同时促使水稻叶片中耐盐胁迫相关基因的表达量上调,从而增强水稻幼苗对盐胁迫的耐受性.印度梨形孢作为生物菌肥在农业生产中有潜在的利用价值.     

毛白杨PtDET2基因的克隆及其在烟草中的抗旱与耐盐功能分析

类固醇5α-还原酶基因(steroid 5α-reductase 2,DET2)是油菜素内酯合成的关键基因,在抵抗非生物胁迫伤害中起着重要的作用。本研究克隆了杨树(Populus L)Pt DET2基因,c DNA编码区全长774 bp,编码257个氨基酸;进化树分析表明,Pt DET2基因编码的氨基酸序列与碧桃(Prunus persica)相似性为78%。构建植物表达载体p SH737-35S-Pt DET2,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘法遗传转化烟草。选取3个转基因株系TP10、TP12和TP15,用不同浓度甘露醇和Na Cl模拟干旱胁迫和盐胁迫,对其种子发芽率和幼苗期进行耐旱性和耐盐性分析。结果发现,在300 mmol/L甘露醇处理15 d,种子发芽率比野生型高40%以上,通过观察苗期根的生长发现,野生型植株根系生长明显受到抑制;在200 mmol/L Na Cl处理种子15 d,转基因植株种子发芽率比野生型高50%以上,野生型植株根系生长也受到明显的抑制。分别用20%PEG 6 000和200 mmol/L Na Cl处理转基因植株和野生型植株(0、1、3、5和7 d),结果显示,在干旱和盐胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)的活性均显著高于野生型,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量显著低于野生型植株。因此,Pt DET2基因表达提高了烟草植株的耐旱与耐盐能力,研究结果为进一步探讨该基因功能提供依据,为创制转基因耐旱和耐盐提供基础资料。     

盐胁迫对不同玉米种质资源种子萌发特性的影响

设置0(对照)、120、180、240、300 mmol/L共5个Na Cl浓度梯度胁迫处理,研究其对不同玉米种质资源萌发特性的影响,为玉米耐盐种质资源评价提供理论依据。结果表明:Na Cl胁迫对8份玉米种质的发芽具有显著的抑制作用,所有Na Cl浓度下的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽长度、胚芽重都显著低于对照,并且随Na Cl浓度的升高抑制显著增强;8份玉米种质材料中,鲁系4502耐盐性最强,鲁自1504、鲁自1801、H318、M03、C79311耐盐性居中,鲁原1423耐盐性最差。     

沙漠植物盐爪爪(Kalidium foliatum)的耐盐碱性及其对碱性盐胁迫的响应

[目的]盐爪爪是我国西北盐化荒漠地区的一种盐生植物,以中性盐胁迫试验为基础的研究充分证实了它的强耐盐性,而其对于盐碱混合胁迫的耐受性以及适应性如何则需要进一步研究。[方法]本研究以1a生盐爪爪幼苗为材料,采用盆栽试验的方法,对以Na_2CO_3和NaHCO_3形成的碱性盐处理条件下盐爪爪幼苗生长和生理指标进行试验观测。[结果]盐碱混合胁迫下,低盐中碱(150mmol·L~(-1),pH8.4)处理较有利于盐爪爪苗期生长,Na+含量高于250mmol·L~(-1)同时pH值达到9.1对盐爪爪生长会产生显著抑制作用,但盐爪爪在Na+含量350mmol·L~(-1)以及pH值9.7的高盐高碱胁迫下仍然可以生长。碱性盐对盐爪爪生长的抑制和伤害显著大于同浓度的中性盐胁迫。盐爪爪叶脯氨酸和可溶性糖含量随着处理强度加大而显著增加。[结论]本研究揭示了盐爪爪生长发育需要环境中一定浓度的盐离子,且自身具有强耐盐碱性,为选择盐碱地植被恢复种植材料提供理论依据。     

盐胁迫对桉树4个叶绿体基因表达的影响

盐胁迫严重影响桉树的存活和生长。以广林9号桉3月龄幼苗为材料,用不同浓度NaCl溶液(0、30、60、90、120、150mmol/L)连续灌根处理15d后,检测叶组织渗透势、叶绿素含量以及Rbcl、Accd、Ndhf、Matk4个叶绿体基因的转录情况,分析盐胁迫条件下桉树叶绿体基因的表达变化。随着NaCl浓度的增大:组织液渗透势呈上升趋势,叶绿素质量分数呈下降趋势,当NaCl浓度为150mmol/L时组织液渗透势达最高值,2136.4kPa,叶绿素质量分数最低,为2.80mg/g;Rbcl、Ndhf、Matk基因表达水平呈降低趋势,Accd基因的表达水平随盐浓度升高而呈上升趋势。90mmol/LNaCl使Accd、Ndhf、Matk基因表达应激性升高。150mmol/LNaCl严重抑制Rbcl、Ndhf、Matk基因的表达,却使Accd基因表达显著增强。结果表明:90mmol/LNaCl浓度是桉树短期耐受盐胁迫的临界点,叶绿体中不同类型基因响应盐胁迫的应答不同。     

盐胁迫对玉米幼苗根系乙醇脱氢酶与乙醛脱氢酶表达的影响

为玉米的抗盐机理研究和耐盐育种提供理论依据,以郑单958、京糯208玉米种子为材料,研究不同盐浓度(50mmol/L,100mmol/L,150mmol/L,200mmol/L,250mmol/L)胁迫对玉米幼苗根系中乙醇脱氢酶(ADH2)和乙醛脱氢酶(ALDH2)表达的影响。结果表明:1)与对照组(0mmol/L NaCl)相比,2个玉米品种在盐浓度50mmol/L和150~250mmol/L胁迫下,对幼苗根系ADH2表达均表现出显著的抑制作用,而盐浓度100mmol/L时明显刺激ADH2表达。2)与对照组相比,郑单958在盐浓度100mmol/L时明显刺激ALDH2表达,其表达量是对照的2.96倍,150~200mmol/L时ALDH2表达刺激不显著,250mmol/L时ALDH2的表达量为对照组的1.81倍;京糯208在盐浓度150~200mmol/L时ALDH2表达不显著,但在250mmol/L时,表达量是对照组的4.94倍。结论:玉米郑单958和京糯208在不同浓度盐胁迫下其幼苗根系中ADH2和ALDH2的表达不同,盐胁迫下玉米幼苗根系中ADH2和ALDH2的表达变化与玉米的抗盐性有关。