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。     

NaCl胁迫对蓝盆花幼苗生长及生理特性的影响

为探讨胁迫条件下幼苗生长及生理特性的影响,本研究以一年生蓝盆花幼苗为试验材料,利用不同NaCl浓度溶液对幼苗进行处理,结果表明:NaCl浓度低于0.30%时,蓝盆花幼苗可正常进行生长,高于此浓度时,随着胁迫时间的延长,幼苗叶片开始出现受害症状;在0.30%NaCl胁迫下,叶片细胞膜透性显著升高,且随着胁迫浓度的升高,细胞膜透性升高幅度不断加大;叶片中MDA含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量在NaCl浓度为0.30%时均达最大值,随着浓度升高其含量逐渐降低;叶绿素含量和Chl a/b随着浓度升高呈现先升高后降低的变化趋势,而类胡萝卜素含量呈先降低后升高的变化。本研究显示蓝盆花幼苗在含盐量小于0.30%的土壤上可正常生长,超过该浓度幼苗生长及生理特性会受到显著影响,因此适于蓝盆花幼苗生长的NaCl浓度大约为0.30%。本研究为盐渍地区蓝盆花引种栽培提供参考依据。     

NaCl胁迫对大白菜抗/感干烧心品系种子萌发及幼苗生长的影响

以大白菜抗、感干烧心自交系及其杂交种为试验材料,添加不同浓度的NaCl处理种子及幼苗,7 d后调查幼苗的下胚轴长度、鲜重和侧根数量,生长抑制率和盐胁迫指数,及种子的发芽势、发芽率.结果表明,杂交种的耐盐性显著强于其自交系.高感自交系幼苗在100mmol/L NaCl浓度下生长显著受到抑制,而抗干杂交种幼苗在150 mmol/L NaCl浓度下生长才显著受到抑制.且杂交种幼苗的下胚轴伸长抑制率、鲜重抑制率和盐胁迫指数均较小,正反交差异显著.     

NaCl对玉米萌芽期生长及生理胁迫的效应

用不同浓度的NaCl溶液处理玉米自交系无名-5及杂交种垦玉7进行发芽试验,研究了它们在盐胁迫条件下，发芽势、芽长、根长、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶（CAT）活性的变化。结果表明,随NaCl溶液浓度的增加：（1）两品种玉米生长均受到严重抑制，发芽势降低，芽和根的长度均呈减小的趋势，总体来看，杂交种垦玉7的发芽势、芽和根的长势均好于自交系无名-5；（2）两品种玉米体内Pro含量均增加，且在NaCl浓度超过150mmol/L时，杂交种垦玉7体内Pro含量增加的幅度明显大于自交系无名-5，而使垦玉7对盐的适应能力强于无名-5；（3）两品种的CAT活性变化幅度均不大，但无名-5的CAT活性在各NaCl浓度条件下均高于垦玉7，这可能是由品种间本身差异造成的，而与品种的耐盐性无直接关系。而杂交种垦玉7的SOD活性增加幅度却明显大于无名-5，说明垦玉7在盐胁迫下可能主要通过体内的SOD来清除活性氧自由基从而缓解盐害，使其耐盐性优于无名-5。     

转AtHDG11基因玉米的获得及抗旱性鉴定

培育抗除草剂和抗旱的转基因玉米种质,通过超声波辅助农杆菌介导花粉非组培法将拟南芥抗旱基因At HDG11导入玉米自交系昌7-2中,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测对获得的转基因植株进行检测,获得5株转基因株系。在此基础上,以非转基因自交系昌7-2为对照,对5个转基因株系进行抗旱性鉴测;对苗期和十叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,测定转基因植株生理活性物质和光合参数。结果表明,在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,MDA含量低于非转基因玉米;不论在正常生长条件下还是干旱条件下,转基因株系的光合速率和水分利用率都明显高于对照植株;而转基因株系的蒸腾速率和气孔导度则明显低于对照植株。综合室内与田间的抗旱检测结果表明,超声波辅助农杆菌介导花粉的非组培转基因方法在玉米上是可行的。将拟南芥HDG11基因导入玉米,同样可以有效地提高玉米的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供新的种质资源和新的转基因方法。     

转水稻OsSIK1基因玉米植株的获得及抗旱性分析

类受体激酶基因Os SIK1具有通过激活抗氧化系统,增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因,获得具有较高抗旱水平的玉米新种质,通过超声波辅助花粉介导法,将水稻类受体激酶基因Os SIK1导入玉米自交系郑58中,并对转化株进行卡那霉素筛选及T1、T2、T3的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测,获得转化植株并在T3获得转基因纯合株系。对T3转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明,与对照相比,在水分胁迫处理下,转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%,叶绿素含量提高了11.3%~106.9%,SOD活性上升45.8%~93.4%,而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%,MDA含量下降了25.7%~50.4%,说明转Os SIK1基因玉米植株抗旱性得到提高,其中,5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异,且生长状况明显优于对照。综上所述,研究最终获得5个转Os SIK1基因玉米株系,并证明导入水稻Os SIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。     

CaCl_2对低温胁迫及恢复后玉米自交系种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探究CaCl_2对低温胁迫及恢复后玉米自交系种子萌发及幼苗生理特性的影响,确定低温胁迫下对玉米缓解程度最显著的最适CaCl_2浓度。以玉米自交系掖478、杂C-546为材料,采用浸种、叶面喷施以及浸种+喷施外源CaCl_280,160 mmol/L不同浓度处理,比较分析2种玉米种子在低温胁迫及恢复常温情况下发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗叶片相对电导率、可溶性蛋白、Pn、Fv/Fm、POD和SOD活性等生理生化指标的变化。结果表明,在低温胁迫下,与低温下未进行CaCl_2处理的玉米自交系种子相比,2种类型玉米在80 mmol/L CaCl_2处理下种子的发芽率、发芽势、发芽指数均明显提高,幼苗相对电导率降低,净光合速率增强,POD和SOD活性提高;常温恢复生长3 d后,2种类型玉米幼苗在2种CaCl_2浓度处理下的净光合速率和Fv/Fm值呈上升趋势,其他指标恢复正常。80 mmol/L CaCl_2浸种+喷施方法的处理对玉米低温胁迫的缓解效果最佳,掖478变化幅度小,抗冷性较强;杂C-546变化幅度大,抗冷性较弱。     

转AhCMO基因玉米后代的获得及耐盐性鉴定

试验采用超声波辅助花粉介导法将山菠菜胆碱单加氧酶(AhCMO)基因转入玉米自交系‘郑58’中,经抗生素筛选、PCR检测及自花授粉获得转CMO基因的T2代玉米种子。选取5份T2代玉米种子盆栽进行耐盐性鉴定试验。首先针对其非转基因受体材料筛选出耐盐性鉴定浓度,其后通过生理生化指标对转基因T3代株系进行耐盐性鉴定,同时筛选耐盐性强的株系。结果表明:耐盐性筛选及鉴定的适宜浓度为250mmol/L;依据对苗期生理生化指标的测定分析,在250mmol/LNaCl胁迫下,转基因玉米植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及叶绿素含量高于非转基因玉米,丙二醛(MDA)含量低于非转基因玉米。SOD活性提高了2%~208%;POD活性提高了22%~65%;叶绿素含量增加了8%~61%;MDA含量减少了3%~93%。试验表明,耐盐基因CMO的转化提高了玉米的耐盐性。依据生理生化指标变化情况建立的耐盐性级别评价方法显示,5份参试株系中耐盐性比对照提高3级的有2份。     

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。     

黄瓜幼苗对NaCl胁迫的生理响应

土壤盐渍化是人类面临的生态危机之一,它严重影响植物的正常生长。本文采用向1/2 Hoagland营养液中按一定比例添加中性盐(NaCl)模拟盐胁迫的方式,调查了NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的影响。结果表明：（1）NaCl胁迫下,黄瓜幼苗的株高、叶面积、地上部分鲜重、总根数、总根长及根系鲜重均呈下降趋势,除地上部分鲜重外,其余均随NaCl浓度的增加而明显下降。（2）NaCl胁迫下,黄瓜幼苗的叶绿素含量明显提高,但随NaCl浓度的增加叶绿素含量呈下降态势。（3） NaCl胁迫能明显降低黄瓜幼苗根苗SOD、POD、CAT活性,且地下部分SOD与CAT酶活性下降幅度大于地上部分。（4）黄瓜根苗的MDA含量随NaCl有胁迫浓度的增加而明显增加。（5）盐胁迫下,由于黄瓜幼苗根苗的抗氧化酶活性下降,从而使其膜质过氧化加重,最终导致其根苗生长受到明显的抑制。     

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.     

盐胁迫下转甜菜碱醛脱氢酶基因水稻幼苗耐盐生理的研究

在NaCl浓度0，3．0，5．0，7．0g／L下，对转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻的两个品系51—22，52—7及其受体亲本中花8号进行幼苗耐盐性试验。结果表明：转BADH基因水稻比其受体亲本耐盐性强，在高NaCl浓度(5．0，7．0g／L)胁迫下，甜菜碱醛脱氢酶基因可以提高盐胁迫下水稻幼苗过氧化氢酶(CAT)活性，提高根系活力和叶绿素含量，稳定细胞膜的透性，降低植株体内Na^ 的积累，从而减轻幼苗受盐害的程度。盐胁迫下水稻幼苗的CAT活性、SNa^ ／K^ 、叶Na^ ／K^ 、叶绿素含量是影响幼苗生长的主要生理指标。     

不同浓度盐胁迫对转基因饲用甜菜种子萌发及幼苗生长的影响

通过不同浓度NaCl溶液处理转基因饲用甜菜种子及其幼苗试验，研究了盐胁迫下种子萌发、幼苗生长及胁迫解除后种子的效应，为盐土农业生产提供理论依据。结果表明，转基因饲用甜菜种子萌发的适宜Nacl浓度为50。150mmol/L，其中100mmoL／LNaCl胁迫下，种子发芽率最高，与对照相比高6．78％。随着盐胁迫浓度的升高，种子萌发延迟，萌发率也呈不同程度的降低。盐胁迫解除后，种子萌芽迅速，萌芽率提高，整齐度增加。转基因饲用甜菜幼苗在不同NaCl浓度胁迫下表现出的反应不同，高盐胁迫对抑制幼根生长影响较大。     

干旱胁迫对转IrrE基因甘蓝型油菜生理生化指标的影响

以转IrrE基因与非转基因甘蓝型油菜为材料,用10%(W/V)PEG6000(聚乙二醇)进行了干旱胁迫实验,比较研究了转IrrE基因与非转基因甘蓝型油菜幼苗的耐受性应答情况。结果表明:转基因油菜植株含水量下降趋势小于非转基因油菜植株;转基因油菜植株叶绿素含量和荧光参数F0的上升趋势均明显大于非转基因油菜植株;转基因油菜植株的Fv/Fm值和可溶性蛋白含量均大于非转基因油菜植株,但丙二醛(MDA)含量小于非转基因油菜植株。以上结果从侧面证实了:在干旱胁迫下,转IrrE基因油菜植株较非转基因植株有更强的耐受能力;IrrE基因作为一种转录调节因子,广泛参与了油菜幼苗对干旱胁迫的耐受性应答过程,增强了植株的耐旱能力。     

不同时期NaCl胁迫对甜菜生长及光合作用的影响

为了解NaCl胁迫对甜菜幼苗不同阶段的危害差异,对甜菜生长至子叶期、一对真叶期和三对真叶期均进行3（CK）、140（LS）和280mmol/L Na⁺（HS）处理,处理后分别测定甜菜幼苗不同生长时期的生长和光合生理指标。结果表明,NaCl胁迫后甜菜幼苗植株干重与CK相比显著下降,且子叶期变化幅度较真叶期明显;随NaCl浓度增加,甜菜幼苗叶片的气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）和净光合速率（P_n）显著降低,同时也发现子叶期下降幅度明显高于真叶期;随着NaCl浓度增加,叶绿素含量也显著降低,子叶期比真叶期下降幅度大。此外,NaCl胁迫导致甜菜幼苗的Hill反应和RuBPCase活力下降。同时发现在LS处理后PEPC活性显著升高,在三对真叶期增幅最大,但在HS处理后PEPC活性有一定程度下降。因此随着NaCl浓度的提高,甜菜幼苗生长及光合作用都会受到不同程度的抑制;随着甜菜苗龄的增加,幼苗对NaCl胁迫的耐受性也在不断增强。     

转MvNHX1和MvP5CS基因棉花耐盐抗旱性比较与育种价值分析

通过对花粉管通道法获得的T7转MvNHX1基因的10个棉花株系和转MvP5CS基因的3个棉花株系与对照非转基因棉花D5在温室内盐和干旱胁迫下的发芽率、生理生化指标以及田间花期干旱胁迫下农艺性状和纤维品质进行分析发现:温室内盐和干旱胁迫后,转基因棉花叶片叶绿素含量、脯氨酸含量均高于对照,而丙二醛含量低于对照;田间花期干旱胁迫下,2种转基因植株果枝数、有效果枝数、铃数、有效铃数、铃重、子棉、皮棉、衣分、子指和衣指均高于对照,说明转MvNHX1基因和转MvP5CS基因植株在干旱逆境下的产量高于非转基因;经花期干旱胁迫后,2种转基因棉花的纤维断裂伸长率、短纤维率、马克隆值和纺纱一致性指数优于非转基因棉花D5。综合分析表明:2种转基因棉花的耐盐抗旱性均有提高,其中转MvNHX1基因棉花的耐盐性优于转MvP5CS基因棉花植株,而转MvP5CS基因棉花植株的抗旱性优于转MvNHX1基因棉花植株。     

NaCl和Na2CO3胁迫对菊芋幼苗生物量的影响

采用无土盆栽方式,以菊芋为材料研究不同浓度的NaCl,Na2CO3胁迫下菊芋幼苗总鲜重、根、茎、叶鲜重、干重、叶绿素含量等生物量变化。结果表明：低浓度25mmol．L-1的NaCl促进幼苗的生长,与对照相比生物量略增;当NaCl浓度为100mmol.L-1～200mmol.L-1时幼苗的生长受到抑制,生物量、叶绿素含量呈降低趋势,处理之间差异不显著;当NaCl浓度＞200mmol.L-1 生物量突增。低浓度的Na2CO3促进幼苗的生长,当Na2CO3浓度＞20mmol.L-1幼苗的生长受到抑制,随浓度的递增生物量呈下降趋势,叶绿素含量也呈下降趋势。菊芋幼苗受碱胁迫比受盐胁迫强烈,说明菊芋幼苗具有很强的耐盐性。     

转ScALDH21基因棉花植株能提高棉花抗盐能力

来自极端耐旱齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)的ALDH21(GQ245973)基因能否提高棉花耐盐性尚未见报道。本研究利用将Sc ALDH21基因导入新农棉1号的3个T4代转Sc ALDH21基因棉花株系为研究材料,通过不同Na Cl浓度处理转基因棉花种子及其幼苗,鉴定转基因种子萌发和幼苗生长时期的耐盐能力。研究结果表明:受体棉种子萌发耐受的Na Cl浓度为0~50 mmol/L,转基因棉花种子萌发耐受的Na Cl浓度为50~100 mmol/L,部分株系,如L38,能够耐受150 mmol/L Na Cl浓度的盐胁迫;随着盐胁迫浓度升高,种子萌发延迟,萌发率也有不同程度的降低,但转基因种子萌发率均优于受体种子。在高Na Cl浓度(100~150 mmol/L)胁迫下,转基因幼苗鲜重显著高于受体,其鲜重比受体高75%以上;转基因株系SOD和POD活性较受体植株增强。本研究结果表明,在盐胁迫条件下,转Sc ALDH21基因棉花表现出优良的生长和生理优势,转Sc ALDH21基因能提高棉花的抗盐能力。     

ZmLTP3基因对玉米的遗传转化及耐盐性鉴定

为探讨转脂蛋白在非生物逆境中的作用,将Zm LTP3基因利用花粉管通道法转入玉米自交系京2416中,在PCR和EPSPS速测试纸鉴定基础上连续自交获得转基因阳性株系。以转基因株系OE6、OE10、OE18作为试验组,以自交系京2416为对照(WT),进行盐胁迫处理,比较二者之间在形态指标和生理指标方面的差异。结果显示,在正常生长条件下,转基因株系与野生型的各项指标均无显著差异。在盐胁迫条件下,与野生型相比,转基因株系的株高、茎基宽、根长、鲜质量、干质量及叶绿素含量均显著增加,表现出较好的生长状态;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性也显著升高,显示出较高的活性氧清除能力;同时,丙二醛(MDA)含量及相对外渗电导率水平则显著下降,暗示其体内较低程度的细胞伤害水平。以上结果表明,Zm LTP3基因的过量表达可提高玉米的耐盐胁迫能力。     

赤霉素对盐胁迫下泡桐种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探讨外源赤霉素(GA_3)对NaCl胁迫下泡桐种子萌发及幼苗生理特性的影响,以毛泡桐、台湾泡桐和白花泡桐种子为试材,于不同浓度的GA_3溶液中浸种12 h,在0.3%NaCl胁迫下研究泡桐种子发芽参数和幼苗抗氧化酶活性变化,以及对丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和叶绿素(Chl)含量的影响。结果表明,NaCl胁迫明显抑制了泡桐种子的萌发和幼苗生长,适宜浓度GA_3浸种处理提高了NaCl胁迫下泡桐种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,促进泡桐根和芽的生长,增强了NaCl胁迫下幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,降低了MDA含量,促进Pro和Chl的含量,明显缓解NaCl胁迫对泡桐种子和幼苗生长的抑制作用,且不同品种间存在差异,毛泡桐、白花泡桐和台湾泡桐分别在400、600 mg·L~(-1)和600 mg·L~(-1) GA_3处理时缓解盐胁迫效果最好。