AtNHX1基因对菊苣的转化和耐盐性研究

用农杆菌介导法将AtNHX1基因导入菊苣中,共获得42株卡那霉素(Kan)抗性再生植株。经过PCR检测、Southern杂交和RT-PCR检测表明,AtNHX1基因已成功整合到菊苣基因组中,并且能够正常转录。野生型和转基因植株诱发的愈伤组织进行耐盐生长试验,结果显示,相同盐胁迫条件下,转基因愈伤组织的相对生长率显著高于野生型愈伤组织。施加梯度NaCl胁迫后,植株叶片K⁺和Na⁺含量测定结果显示,转基因植株叶片比野生型积累更多的Na⁺和K⁺,维持较高的K⁺/Na⁺;叶片相对电导率测定结果表明,转基因株系叶片相对电导率显著低于野生型。上述结果表明,AtNHX1基因的导入和表达在提高菊苣耐盐性的同时减轻了盐胁迫对植物细胞膜的伤害。     

高羊茅应答盐胁迫的AtSOS途径基因的效应分析

本研究在2015年采用基因工程技术改良高羊茅耐盐性,通过种植转基因耐盐草坪草达到改良土壤改善生态环境的目的。以草坪草成熟种子诱导的胚性愈伤组织为受体,通过农杆菌介导法将拟南芥AtSOS途径基因AtSOS1、AtSOS2-AtSOS3和AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3分别导入高羊茅爱瑞3号中,经PCR检测、Southern blotting分析和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转不同组合AtSOS基因的高羊茅植株和野生型植株为材料进行盐处理,每次处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺、K⁺离子含量、叶绿素含量,结果显示,盐胁迫下转基因植株的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于对照植株,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量的增加幅度均显著低于对照植株;盐胁迫下转基因和野生型植株叶片中的Na⁺、K⁺含量都增加;盐胁迫下所有植株的株高均呈下降趋势,各株系的叶绿素含量也减少,但是转基因(AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3)植株的叶绿素含量增加。转AtSOS基因的高羊茅通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体内Na⁺的外排,减轻了盐胁迫所导致的伤害,提高了植物的耐盐性。     

转MsLEA4-4基因拟南芥株系的耐盐性分析

为了深入研究紫花苜蓿（Medicago sativa）MsLEA4-4基因的抗逆性，本试验对前期获得的转MsLEA4-4基因的拟南芥（Arabidopsis thaliana）株系进行不同浓度盐胁迫处理，以验证MsLEA4-4基因在拟南芥植株体内的耐盐性。试验结果表明：盐胁迫后转基因株系的发芽率达到55%，比对照植株（Control plant，CK）高81%；转基因株系的鲜重、叶绿素含量均高于CK（P<0.05）；盐胁迫后转基因株系的存活率比CK提高75.0%~81.3%；盐胁迫明显抑制根系生长，但转基因植株的侧根数量比CK多4~5根（P<0.05）；盐胁迫后转基因株系体内的可溶性糖含量（P<0.05）和超氧化物歧化酶（P<0.01），过氧化氢酶（P<0.01），过氧化物酶（P<0.05）活性均高于CK，脯氨酸（P<0.01）和丙二醛（P<0.05）含量均低于CK。综上可得，MsLEA4-4基因参与了拟南芥体内的耐盐性调控，提高了转基因拟南芥对盐胁迫的耐受性。本研究为进一步探索MsLEA4-4在转基因紫花苜蓿盐胁迫中的功能及培育耐盐性紫花苜蓿品种提供依据。     

AtSOS基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究

本研究采用基因工程技术改良紫花苜蓿耐盐性,通过种植转基因耐盐紫花苜蓿达到改良土壤的目的。以紫花苜蓿子叶节为外植体,通过农杆菌介导法将来源于拟南芥的AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3多基因表达载体导入阿尔冈金紫花苜蓿中,经PCR检测、抗除草剂筛选和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转基因的紫花苜蓿和野生型紫花苜蓿为材料进行盐处理,每个处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺和K⁺含量、细胞膜透性、叶绿素含量。结果显示,在不同盐浓度处理下,所有植株的株高均有所增长,但在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的长势显著高于野生型植株;随着处理时间的增加,所有植株的叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,且野生型植株叶绿素含量均低于转基因植株;在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量的增加量均小于野生型植株,而过氧化物酶、过氧化氢酶活性和可溶性糖含量的增加量均大于野生型;各植株中丙二醛含量均下降,且野生型植株下降的更为明显;盐处理后,转基因植株根系中Na⁺的积累比野生型植株少,而K⁺的吸收多于野生型植株。转AtSOS基因的紫花苜蓿通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体将细胞内的Na⁺外排,从而减轻盐胁迫对植物体的伤害,提高了转基因植株的耐盐性。     

转BADH基因苜蓿T1代遗传稳定性和抗盐性研究

采用分子生物学检测和不同浓度的NaCl对转BADH基因苜蓿T1代2个株系进行遗传稳定性和抗盐性研究。结果表明,2个株系的T1代PCR阳性植株和阴性植株分离比例都符合孟德尔遗传规律;在0.8%NaCl胁迫下,转基因植株Northern杂交表达量明显增加,BADH酶活性和甜菜碱含量分别比对照植株增加2～4和4～5倍;不同浓度NaCl胁迫下转基因株系脯氨酸和可溶性糖含量、抗氧化酶活性都显著高于对照植株,而电导率和丙二醛含量显著低于对照植株。表明转入的BADH基因可以稳定遗传,转基因苜蓿植株耐盐性明显高于对照。     

过表达长穗偃麦草EeHKT1；4基因增强拟南芥抗旱耐盐性分析

植物高亲和性K⁺转运蛋白基因（HKT）编码K⁺、Na⁺转运或K⁺-Na⁺共转运质膜通道蛋白,在植物抗逆过程中发挥重要作用。为了研究长穗偃麦草EeHKT1;4（GenBank： KF956112.1）的功能作用,构建了EeHKT1;4过表达植物表达载体转化拟南芥,进行拟南芥转基因植株的抗旱耐盐性评价分析。结果显示,正常生长条件下野生型（WT）与转基因株系的主根长度无差异,NaCl与甘露醇处理下WT和转基因株系根的生长受到抑制,转基因株系根长度均大于同等胁迫条件下（WT）的根长;正常生长条件下WT与转基因株系表型无显著差异,但在NaCl与甘露醇处理下WT表现出叶片萎缩和植株枯黄,转基因株系仅部分植株表现出叶片萎缩,同一胁迫条件下转基因株系的植株存活率皆高于WT。硝基氮蓝四唑（NBT）与二氨基联苯胺（DAB）染色结果显示,正常生长条件下WT与转基因株系叶片染色相对较浅,随着NaCl与甘露醇浓度提高,所有叶片染色程度逐渐加深且同等胁迫下WT染色程度高于转基因株系。以正常生长条件下基因的表达量为对照,随着NaCl浓度的增加,AtSOS1基因在WT和转基因植株中逐渐上调且在转基因中的表达量高于WT;AtNHX1基因在NaCl处理下上调表达且转基因植株中表达量低于WT,除转基因株系L5外并未检测到WT和转基因株系自身因NaCl浓度的提高AtNHX1基因表达量发生改变;在甘露醇处理下,AtRD29B和AtP5CS1基因均上调表达且转基因植株中表达量高于WT。综上所述,EeHKT1;4过表达降低了逆境胁迫下拟南芥中超氧阴离子和H₂O₂的积累,诱导抗逆基因上调表达,增强拟南芥抗旱耐盐性。     

高燕麦草苗期对盐胁迫的响应

以高燕麦草(Arrhenatherum elatius L.)ZXY03P-367和ZXY03P-443两种基因型为材料,研究其对不同浓度盐胁迫的响应。幼苗生长至三叶期,分别用浓度为0,65,100和135 mM NaCl处理21 d,测定4个盐浓度下的高燕麦草地上、地下生物量、离子含量、光合气体交换、脂质过氧化物、脯氨酸的积累。结果表明:在100和135 mMNaCl条件下,2种基因型高燕麦草大部分参数都存在显著差异(P<0.05)。盐处理导致地上和地下生物量、光合速率(A)、气孔导度(g_s)和K⁺含量降低的同时,Na⁺含量显著增加。而在叶片快速生长期,脂质过氧化物和脯氨酸显著积累。推测在高盐浓度胁迫下,这些有机物可能在高燕麦草叶片渗透调节和保护膜的稳定性上发挥着重要作用。综合分析,2种高燕麦草基因型对盐度的敏感度不同,ZXY03P-367相对ZXY03P-443具有较强的耐盐性。     

紫花苜蓿品种苗期耐盐性分析及评价指标筛选

为了探讨紫花苜蓿苗期耐盐特性，筛选耐盐性快速评价指标并建立耐盐性数学评价模型，本研究以20个紫花苜蓿品种为材料，采用盆栽沙培法，设置两个NaCl处理水平：0和150 mmol·L^-1，胁迫5周后测定各品种的17个形态和生理指标，以各单项指标的耐盐系数为基础，运用主成分分析、隶属函数值法和逐步回归分析等方法进行综合评价。结果显示：将17个单项指标转换为5个相互独立的综合指标，累计贡献率为87.07%；获得各品种综合耐盐评价值(D值)，对D值进行聚类分析，筛选出1个高度耐盐、7个耐盐、4个中度耐盐、6个盐敏感和2个盐高敏感品种。建立紫花苜蓿苗期耐盐性评价数学模型：D'=-0.284+1.342 ADW+0.182 LN (R²=0.967,P=0.001)，并筛选出地上部干重和单株叶片数为紫花苜蓿苗期耐盐性评价指标。     

转rstB基因苜蓿耐盐性评价(简报)

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)(以下简称苜蓿)是一种比较耐盐的豆科牧草,能在轻度盐碱地种植^[1]。rstB 基因来源于费氏中华根瘤菌耐盐菌株RT19,可使费氏中华根瘤菌盐敏感突变体RC33恢复耐盐性,推测该读码框编码的基因与渗透调节相关。rstB基因定位在细胞壁上,是一个分泌型蛋白,有在根部表达(或积累)的偏好性,属于细胞壁缔合蛋白类成员,可以提高植物的耐盐性^[2~6]。     

超表达桑树MaNHX1和拟南芥AVP1基因增强拟南芥耐盐性的研究

盐胁迫会严重影响作物的生长发育,培育和种植耐盐胁迫的作物品种有利于对盐渍化土地的开发利用。Na+/H+逆向转运蛋白基因(NHX)已被证实与作物的耐盐性有关。将克隆的桑树Ma NHX1基因和拟南芥焦磷酸酶基因AVP1分别转入拟南芥植株,筛选获得转基因株系MN和AV,并通过人工授粉杂交后筛选获得共表达2个基因的转基因拟南芥株系MNV,用于探究Ma NHX1和AVP1共表达增强植株耐盐性的机制,确证Ma NHX1基因在盐胁迫适应性调节中的功能。在200 mmol/L Na Cl胁迫条件下,共表达转基因拟南芥株系MNV与野生型植株相比,叶片中的叶绿素含量高出20.69%,含水率高出5.89%,脯氨酸含量高出28.42%,而丙二醛含量的增幅下降7.73%。研究结果表明:超表达耐盐性基因的转基因株系可以通过维持细胞膜稳定性、降低膜损伤和透性伤害等机制应对盐胁迫环境。     

内生真菌对野大麦耐盐性的影响

在室外盆栽条件下,通过比较带内生真菌(E+)与不带内生真菌(E-)的野大麦(Hordeum brevisubulatum(Trin.)Link)在不同NaCl浓度(0、100、200、300 mmolL^-1)条件下的生长与生理指标变化,分析了内生真菌对宿主野大麦耐盐性的影响。结果表明:在高盐浓度(300 mmol L^-1)下内生真菌显著提高了宿主野大麦分蘖能力、生物量积累、可溶性糖含量、脯氨酸含量、SOD酶活性(P<0.05),同时降低了丙二醛含量,说明内生真菌的侵入有利于提高宿主野大麦在室外盆栽条件下的耐盐性。     

ALA对高温胁迫下苜蓿属3个品种叶片生理的影响

为探究5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid，ALA)对苜蓿属(Medicago)植物耐热性的影响，以苜蓿属3个品种盆栽苗为材料、以常温无ALA (CK)和高温胁迫无ALA (Heat)为对照，研究不同浓度ALA (5，10，15，20，25 mg·L^-1)预处理对高温胁迫后叶片生理的影响。结果表明，42℃高温胁迫后，3个品种叶片的相对电导率和MDA含量显著升高(P<0.05)，其中WL525HQ、德钦苜蓿和楚雄南苜蓿相对电导率较CK分别升高205.844%，206.589%，226.741%，MDA含量则升高112.649%，110.140%，124.664%，且叶片严重失绿。但喷施不同浓度ALA后可有效减少MDA含量和相对电导率(P<0.05)，缓解叶片失绿，同时提高叶绿素a、b和总叶绿素含量(P<0.05)，并且叶片中SOD、POD和CAT活性较高(P<0.05)。通过双因素方差分析表明，在影响苜蓿各耐热性指标的因素中，处理和品种虽有显著影响，但其作用大小为处理>品种。以8个生理指标进行隶属函数分析表明，20 mg·L^-1ALA预处理对3个品种缓解高温胁迫的效果最好。     

植物内生肠杆菌对狗牙根耐盐性的调控研究

以从海滨雀稗中分离得到的内生肠杆菌为材料，采用种子萌发与盆栽试验两种方式研究植物内生细菌对狗牙根耐盐性的影响。通过对狗牙根种子和幼苗接种单一内生细菌和混合内生细菌，并测定种子发芽率、苗长、根长、生物量等生长指标与叶绿素含量、相对含水量、相对电导率和叶片中钠离子、钾离子的含量综合评价植物内生细菌对狗牙根耐盐能力的调控。结果表明，在150 mmol·L^-1盐胁迫下处理14 d后，接种混合菌液B3014比接种单一菌液B30更能提升狗牙根种子的萌发率、对盐胁迫下胚根及胚芽长度的增长也较显著（P<0.05）。在成坪期，与空白对照相比，接种内生细菌可以提升200 mmol·L^-1盐胁迫下狗牙根的成坪质量，增加地上、地下生物量的积累、苗长与根长生长量，并提升植株叶绿素含量与叶片相对含水量，降低细胞膜破损程度。在接种内生细菌处理中，接种混合菌液B3014可以使狗牙根在盐胁迫下受到的损伤显著低于（P<0.05）接种单一菌液B30。与此同时，接种混合菌液B3014对狗牙根叶片中钠离子含量降低程度高于接种单一菌液B30，同样，接种混合菌液B3014也能更好地积累盐胁迫下狗牙根叶片内钾离子含量，增加盐胁迫下狗牙根的耐盐能力。因此，接种混合菌液B3014对盐胁迫下狗牙根种子的萌发和成坪后的耐盐能力的提升高于接种单一菌液B30。探讨植物内生细菌对狗牙根耐盐能力的调控，为提高草坪草在盐碱环境中的应用提供了新思路。     

干旱、盐及旱盐复合胁迫对沙芦草光合和生理特性的影响

为明确干旱、盐及旱盐复合胁迫对沙芦草（Agropyron mongolicum）光合和生理的影响，本研究以‘盐池’沙芦草新品种为材料，采用盆栽试验，设置对照CK（正常供水，75%田间最大持水量）、干旱D（35%田间最大持水量）、盐S（75%田间最大持水量，土壤含盐量0.4%）和旱盐复合DS（35%田间最大持水量，土壤含盐量0.4%）4个处理，测定其生长、光合响应和生理特性等指标。结果显示：沙芦草株高、叶面积和根直径在S胁迫下比CK显著升高（P<0.05），D与DS胁迫下，根表面积、叶面积和根直径与CK均存在显著差异，但DS胁迫造成的伤害小于D胁迫；沙芦草的光合特性指标在S胁迫后升高，D和DS胁迫下呈现下降趋势，DS胁迫降低幅度小于D胁迫；D，S，DS胁迫下沙芦草的过氧化物酶（Peroxidase，POD）、Na⁺/K⁺比、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、游离脯氨酸呈现升高趋势，且DS胁迫下的POD、游离脯氨酸介于单一胁迫之间，MDA含量高于单一胁迫。结果表明，沙芦草具有一定的耐盐性，并且在DS胁迫下表现出一定交叉适应性。     

NaCl胁迫对碱蒿活性氧产生及抗氧化酶活性的影响

为了解NaCl胁迫对碱蒿(Artemisia anethifolia)耐盐性的影响,在温室盆栽条件下,通过研究碱蒿幼苗在不同浓度NaCl(0,25,50,100,200,400 mmol·L^-1)胁迫下的相对盐害率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、H₂O₂含量和超氧阴离子(O₂^-)产生速率的变化,结果表明:随着NaCl浓度增加,碱蒿幼苗相对盐害率和H₂O₂含量增加,而SOD活性、POD活性、Pro含量、O₂^-产生速率和MDA含量均呈先升高后降低的变化趋势。这表明碱蒿具有较强的耐盐性,SOD活性、POD活性、MDA和Pro含量均可作为碱蒿的耐盐生理指标。     

紫花苜蓿MsBBX24基因的克隆及耐盐性分析

盐胁迫是影响植物生长发育的主要非生物胁迫因子之一，BBX家族转录因子在植物色素积累、光形态发生、种子生长发育以及逆境适应等方面具有重要的调节作用。为明确紫花苜蓿BBX基因的功能，本研究使用Primer Premier 5软件根据NCBI数据库MsBBX24基因的序列设计特异性引物，以紫花苜蓿的cDNA为模板克隆MsBBX24基因。利用生物信息学软件对基因序列和结构进行分析，并与其他植物的BBX24进行比对和进化树构建，分析它们之间的进化关系。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析MsBBX24基因的表达模式。利用DNA的酶切与连接方法构建MsBBX24过表达载体，采用农杆菌介导法将其转入野生型拟南芥，通过除草剂Basta筛选，以半定量RT-PCR鉴定获得阳性转基因植株。通过对野生型和MsBBX24转基因拟南芥植株的表型观察和生理指标测定分析它们的耐盐性。研究结果表明，MsBBX24基因编码区序列长723 bp，编码240个氨基酸，分子量为30.58 kDa，等电点为7.74,MsBBX24与鹰嘴豆和蒺藜苜蓿的BBX24具有较高的同源性。qRT-PCR检测结果表明，MsBBX24基...