利用基因芯片研究小麦耐盐突变体盐胁迫条件下基因的表达图谱

 【目的】研究小麦在不同盐胁迫时间下根部基因的应答反应。【方法】利用基因芯片技术，分析盐胁迫下耐盐小麦RH8706－49的小麦根部基因的表达情况。【结果】获得了61 215个小麦基因的差异表达图谱。在不同盐胁迫时间下大量根部基因的表达发生很大变化，即有盐诱导表达的基因，也有盐抑制表达的基因，同时对杂交数据进行多种聚类分析，并对基因表达差异的原因进行了初步分析。【结论】小麦耐盐机理非常复杂，是大量基因协调表达的结果，其中盐诱导表达基因的作用非常重要。     

水稻耐盐分子机制研究进展

水稻是世界上重要的粮食作物之一，对盐胁迫比较敏感，土壤盐碱化对水稻的安全生产造成潜在风险。盐胁迫会引起水稻的渗透胁迫和离子毒害，还会在植株中引起氧化胁迫，导致水稻品质和产量下降。由于水稻根系能吸收盐分分泌有机酸，同时具有田间持水和排水晒田的生长特性，因此水稻也是一种改良盐渍土的优良作物。因此培育耐盐水稻新品种，提高水稻耐盐性，可有效提高盐渍化耕地的生产潜力，对保障我国乃至全球粮食安全具有重要意义。近年来，数量遗传学和分子标记技术不断发展，通过遗传、生化及分子生物学等手段，挖掘出大量耐盐相关 QTL 和基因，对于解析水稻耐盐分子机制，利用分子标记辅助选择、基因编辑等提高耐盐水稻育种效率，均具有非常重要的意义。但目前克隆的耐盐相关基因大多采用反向遗传学方法获得，且大多是在过表达条件下表现出耐盐性，或者耐盐基因为隐性，难以在耐盐水稻育种中应用。总结近年来水稻耐盐相关基因的鉴定和挖掘研究中所取得的进展，从有机物渗透调节、离子吸收转运调节、抗氧化系统清除活性氧调节、激素调节 4 个方面综述水稻耐盐分子机制的研究进展，并探讨未来水稻耐盐性研究面临的挑战，为开展水稻耐盐分子育种提供建议。     

大豆耐盐基因的PCR标记

 以大豆耐盐品种和盐敏感品种及“耐盐品种×盐敏感品种”组合的F2群体为试验材料,筛选和鉴定与大豆耐盐性基因紧密连锁的PCR标记,旨在建立快速准确的大豆耐盐性鉴定方法。利用BSA法,对耐(敏)盐品种池和一个组合F2的耐(敏)盐池进行了鉴定,获得一个共显性标记。经F2分析,在盐敏感个体中仅扩增出约600bp的特异片段;在耐盐性个体中扩增出约700bp的特异片段或2个特异片段(700bp/600bp),经过连锁值测定,表明该标记与大豆耐盐基因位点紧密连锁。此外,该标记在其它2个组合F2群体及12个耐盐品种和13个盐敏感品种中得到验证,表明此标记可用于大豆耐盐种质鉴定及大豆耐盐遗传育种的分子标记辅助选择,使大豆耐盐性室内鉴定成为可能。为此,大豆耐盐性基因的分子标记及其获得方法和应用已申请了中华人民共和国发明专利。     

水生植物耐盐研究进展

土壤盐渍化是世界性的生态问题.种植耐盐植物是盐碱地利用和生物改良的重要途径.进行水生植物耐盐研究对盐碱湿地的合理开发和科学利用有重要作用.本文从水生植物耐盐评价方法、耐盐水生植物的筛选以及水生植物耐盐生理机制三方面对相关研究进行综述,并提出了下一步的研究重点,为开展相关研究提供参考.     

植物盐胁迫及耐盐机制研究进展

盐胁迫是影响农作物产量的主要逆境因素之一,对近年来植物盐害和耐盐机制的报道进行了综述,并对目前植物盐胁迫研究存在的问题进行了展望。     

植物耐盐机制研究进展

从器官、组织、细胞、分子等水平对植物耐盐机理的研究现状进行了综述。植物在组织器官水平的耐盐机制是：通过泌盐机构和排钠机制降低植物体内尤其是地上部分的盐分浓度以减轻盐离子的毒害作用。植物在细胞分子水平的耐盐机制是：细胞内盐离子的区隔化作用、无机或有机渗透调节以及活性氧清除机制。     

茶淀红麦耐盐基因的RFLP分子标记

以农家耐盐小麦品种“茶淀红麦”与盐敏感品种“中国春”为对象配制杂交组合,获得９８株分离群体,利用ＢＳＡ方法构建小麦耐盐和盐反应敏感基因池,利用ＲＦＬ探针标记茶淀红素的耐盐基因。结果表明小麦７个同源群１４个长短臂上的８０个ＲＦＬＰ标记中仅有５Ａ染色体长臂上的Ｐｓｒ９０６表现多态性,在３２株Ｆ２群体表现共分离。     

植物耐盐转基因研究进展

盐分是影响植物生长、发育和作物产量的主要非生物因素.耐盐是一个复杂的生理生化过程,且涉及到行使多种功能基因家族的作用,如离子隔离、代谢调节、渗透压调节和抗氧化防御.与传统的耐盐突变体筛选相比,转基因耐盐工程是更直接有效的方法,本文归纳了近年来植物耐盐基因工程的研究进展.     

紫花苜蓿盐诱导类受体蛋白激酶基因MsSIK1的克隆及功能分析

【目的】对紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Zhongmu-1）stress-induced protein kinase gene 1（MsSIK1）进行克隆与表达研究,了解该基因的分子机制及其应用。【方法】以紫花苜蓿叶片总RNA为模板,根据同源克隆设计简并引物,利用RT-PCR结合RACE技术,获得MsSIK1的编码序列。利用同源性比对进行序列分析。通过SMART网站（http://smart.embl-heidelberg.de/）模拟该基因的蛋白结构。构建MsSIK1的亚细胞定位瞬时表达载体,使用基因枪转化法将MsSIK1与GFP在洋葱表皮细胞中融合瞬时表达并观察其亚细胞定位荧光信号。通过Real time-PCR分析MsSIK1在NaCl、ABA和干旱处理条件下的表达特征。利用农杆菌侵染方法获得转基因拟南芥植株,通过RT-PCR对转基因植株进行表达鉴定,获得转基因植株后,利用转基因株系进行盐处理进而对成苗期转基因拟南芥性状鉴定。在盐胁迫处理下,测定野生型与转基因株系的叶绿素含量、MDA含量进而验证该基因的抗盐功能。【结果】获得MsSIK1编码序列2 478 bp,编码825个氨基酸。该蛋白C端与多种植物激酶具有相当高的同源性,模拟蛋白结构发现该基因具有类受体蛋白激酶高度保守的丝氨酸/苏氨酸结构域、跨膜结构域和富含亮氨酸重复序列的膜外结构域。Real time-PCR分析表明该基因在NaCl、ABA和干旱处理条件下上调表达,其中在盐处理条件下,MsSIK1表达先升高后降低,在处理4 h时达到最大值（约为对照值的7倍）。在干旱胁迫处理时,MsSIK1受诱导表达增强明显,当处理2 h时表达量达到最大值（约为对照值的6倍）;ABA处理时,MsSIK1被诱导表达明显,当处理3 h时表达量达到最大值,约为对照值的6.8倍。MsSIK1与GFP融合瞬时表达的洋葱表皮细胞中的荧光信号主要集中于质膜附近,转化空载体的洋葱表皮细胞中的荧光信号分布于细胞各个部位。转基因植株的RT-PCR鉴定表明,T₁代6个株系中所得到的MsSIK1条带明显、亮度高,且T₁-10中表达量最高;但在野生型中检测不到该条带,说明外源基因已经整合到拟南芥染色体中并能遗传到子代。成苗期转基因拟南芥盐处理后发现T₃-2、T₃-6、T₃-10转基因株系较野生型植株长势好,说明MsSIK1的转入提高了拟南芥的抗盐性。与对照相比,转MsSIK1拟南芥在NaCl处理下,叶绿素含量下降较少,其中,野生型叶绿素含量降低了77%,T₃-3降低了53%,T₃-6降低了44%,T₃-10降低了35%;同样盐胁迫下,3个转基因株系的MDA含量积累较少,其中,野生型MDA的含量是T₃-10株系的1.3倍。【结论】MsSIK1作为一个类受体蛋白激酶受多种逆境胁迫诱导,该基因的过量表达提高了拟南芥的抗盐性。     

植物耐盐生理及耐盐基因的研究进展

植物对盐分胁迫的反应和适应是一个复杂的过程.本文就植物耐盐生理和耐盐基因两个方面近年来的研究进行了综述,这对植物抗逆育种研究有重要的指导意义.     

不同浓度盐胁迫下苜蓿丙二醛含量变化

[目的]为紫花苜蓿耐盐育种和资源开发利用提供科学依据。[方法]选取14个国内外苜蓿品种,采用水培法进行试验研究,测定不同处理时间叶与根中丙二醛含量。[结果]结果表明,赛特、德宝、苜蓿王和金皇后的耐盐性较强;皇后、WH323ML、放牧者、阿尔冈金、WL323HQ和固原紫花的耐盐性中等;WL324、三得利、WL232HQ和德福的耐盐性较差。[结论]试验确定的耐盐性品种还应进行田间试验验证。     

盐分胁迫对紫花苜蓿发芽特性的影响

研究了美国WL系列的5个包衣紫花苜蓿品种种子在不同盐浓度下的发芽特性,筛选出适宜不同盐浓度的苜蓿品种,为紫花苜蓿推广种植提供依据。试验使用人工气候箱,采用纸上发芽法,滤纸作为发芽床。以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的种子为研究对象,随机选取各品种的苜蓿种子,包衣完整无破损,每皿50粒,试验设7个浓度梯度:0、20、40、60、80、100、120 mmol/L,每个品种3组重复试验,采用单因素设计。每天记录当天的发芽数目,各个梯度的盐溶液在种子的生长阶段对紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、幼苗单株鲜重、幼苗根长、幼苗茎长、叶重、根重、发芽指数、活力指数均有不同影响,对数据进行测定分析后,结果发现:(1)在20～60 mmol/L盐溶液中的紫花苜蓿种子萌发良好,说明紫花苜蓿种子能够在弱盐环境中正常发芽。(2)5种紫花苜蓿种子对盐的耐受性由高到低排列为:WL903>WL168HQ>WL343HQ>WL353LH>WL363HQ。     

紫花苜蓿耐盐分子标记的初步鉴定

 以耐盐苜蓿与敏盐苜蓿相互杂交的F2群体为试验材料，利用改良的BSA 法和RAPD技术筛选出一个与苜蓿耐盐基因相连锁的分子标记。将该标记的PCR产物进行了DNA序列测序，在GenBank中对该片段与其它相关基因进行比对分析表明，苜蓿耐盐标记的核苷酸序列与截形苜蓿（Medicago truncatula）的mth2-6e18基因的一个片段（347 bp）的序列有93%的同源性。mth2-6e18基因是植物干旱、盐诱导半胱氨酸蛋白酶（CysPr1）基因的标记基因，推测该片段与植物干旱、盐诱导的CysPr1基因具有较大的相关性。     

盐分胁迫对紫花苜蓿发芽特性的影响

研究了美国WL系列的5个包衣紫花苜蓿品种种子在不同盐浓度下的发芽特性,筛选出适宜不同盐浓度的苜蓿品种,为紫花苜蓿推广种植提供依据。试验使用人工气候箱,采用纸上发芽法,滤纸作为发芽床。以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的种子为研究对象,随机选取各品种的苜蓿种子,包衣完整无破损,每皿50粒,试验设7个浓度梯度:0、20、40、60、80、100、120 mmol/L,每个品种3组重复试验,采用单因素设计。每天记录当天的发芽数目,各个梯度的盐溶液在种子的生长阶段对紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、幼苗单株鲜重、幼苗根长、幼苗茎长、叶重、根重、发芽指数、活力指数均有不同影响,对数据进行测定分析后,结果发现:(1)在20～60 mmol/L盐溶液中的紫花苜蓿种子萌发良好,说明紫花苜蓿种子能够在弱盐环境中正常发芽。(2)5种紫花苜蓿种子对盐的耐受性由高到低排列为:WL903WL168HQWL343HQWL353LHWL363HQ。     

盐胁迫对苜蓿影响的研究进展

苜蓿是世界上种植面积最大的豆科牧草,在我国的农业、畜牧业中起到了重要的作用。苜蓿属于中等耐盐作物,但在盐胁迫下仍会对苜蓿的生长造成多方面的影响。从盐胁迫对苜蓿种子萌发、产量和品质的影响,以及盐胁迫对苜蓿光合作用、呼吸作用、细胞膜透性、离子水平的影响等几方面入手,对苜蓿盐胁迫研究现状及进展进行了概述。     

紫花苜蓿耐盐性的研究进展

回顾了国内外紫花苜蓿在耐盐生理、耐盐材料的筛选、品种选育及其遗传基础方面的研究进展，并简单介绍了分子标记存在苜蓿耐盐育种工作中的应用。     

不均匀盐胁迫对紫花苜蓿生长特性的影响

【目的】土壤中的盐分通常存在不均匀分布的现象。已有的研究发现与均一盐胁迫环境相比,不均匀盐胁迫可以缓解盐分对植物的伤害。研究旨在了解植物对不均匀盐分胁迫的响应,作为对均匀盐分下植物生理的一个重要补充,为扩大盐碱地的利用和栽培管理措施提供参考依据。【方法】采用分根装置将紫花苜蓿（Medicago sativa）的根系分为两部分,设置无盐胁迫（0/0,各半根系所处环境NaCl浓度均为0）、半边根系环境NaCl浓度为0的不均匀盐胁迫系列（0/S：0/100、0/150、0/200和0/250）、半边根系NaCl浓度为50 mmol·L^-1的不均匀盐胁迫系列（50/S：50/100、50/150、50/200和50/250）以及两半根系环境NaCl浓度相同的均一盐胁迫系列（S/S：50/50、100/100、150/150、200/200和250/250）处理(“/”两边数值代表各半根系所处环境的盐胁迫状况,以NaCl浓度mmol·L^-1表示)。处理15 d后测定其植株生长速率、生物量、水分吸收、钠、钾离子浓度、丙二醛含量等指标,了解不同盐胁迫环境对紫花苜蓿生长的影响。【结果】盐胁迫抑制紫花苜蓿生长,植株生长速率、生物量、水分吸收下降,叶绿素含量降低,脯氨酸含量升高,膜质过氧化程度加大,叶片Na⁺浓度升高,K⁺浓度降低,表现为较低的K⁺/Na⁺。而不均匀盐胁迫0/S与50/S处理与均匀高盐处理S/S相比,植株生长速率和地上生物量分别增加了57.05%-369.34%和15.47%-42.57%,Na⁺浓度降低了15.85%-55.93%,缓解了Na⁺的毒害作用。且不均匀盐胁迫下70%-92%的水分吸收来自于无盐或低盐胁迫一侧根系,增加了整株植物的水分吸收。【结论】不均匀盐胁迫处理与均匀的高盐胁迫处理相比,增加了紫花苜蓿叶绿素含量,降低了膜质过氧化程度,通过调控Na⁺与K⁺的吸收维持叶片中相对较高的K⁺/Na⁺,并且无盐和低盐胁迫一侧根系表现出补偿性吸水和补偿性生长,进而促进了植物生长,增加了地上和地下生物量。在一定的浓度范围内,与均匀的高盐胁迫处理相比,不均匀盐胁迫环境下植株根系所处环境的盐分浓度差异越大其对盐害的缓解作用越显著。     

Identification of Molecular Marker Linked to Salt Tolerance Gene in Alfalfa

The study has established the F2 offspring obtained by crossing salt-tolerant with salt-sensitive alfalfa, and appraised the salt-tolerant F2 offspring seedling was evaluated in pot culture. With the F2 segregated population, the research has obtained a molecular marker linked with salt-tolerant genes of alfalfa using the improved BSA combined with RAPD. The RAPD PCR products were excised from the agarose gel and purified using a kit, then were mixed with pMD-18T vector and sequenced. Sequencing result indicated the RAPD marker was 1 438 bp in length. Similarity researches using blast in Genbank indicated that the nucleotide sequence of the RAPD marker showed 93% and 91% similarity with mth2-6el8 gene fragment （347 bp） and ruth2-33122 gene fragment （334 bp） of Medicago truncatula respectively. Medicago truncatula is a close relative of alfalfa and Mth2-6el8 is a molecular marker of the gene coding for a cysteine protease which was saltinducible in some plants. These results indicated the RAPD marker was possibly related to cysteine protease genes in alfalfa.     

HAL1基因转化苜蓿再生植株及其耐盐性

用根癌农杆菌介导法将克隆于酵母的HAL1基因转化龙牧803苜蓿胚性愈伤组织,经2 mg/L的Basta抗性筛选及PCR检测,该基因已整合到受体基因组中,共获得了11株转基因植株。培养基耐盐性实验结果:在添加NaCl的MSO培养基上,非转基因植株在NaCl浓度高于0.6%时不能生根,逐渐死亡;转基因植株在NaCl浓度0.6%～1.0%范围内仍能生根并正常生长。由此初步证明HAL1基因已在龙牧803苜蓿中表达,并且提高了耐盐性。     

盐胁迫对紫花苜蓿品质和产量的影响

[目的]阐明紫花苜蓿的产量和品质与盐胁迫的相关性。[方法]以6个苜蓿品种为试材,采用盆栽试验的方法研究了盐胁迫对紫花苜蓿重要品质性状和鲜草产量的影响。[结果]紫花苜蓿的粗蛋白含量在品种间与NaCl浓度间的差异均不显著;粗纤维含量在品种间表现出显著差异,其中,中苜1号与其他各品种间的差异均达显著水平;粗灰分含量仅在NaCl浓度间存在极显著差异,在NaCl浓度为0.400%时平均粗灰分含量最高;鲜草产量在品种间、盐浓度间及其互作间的差异均达极显著水平,在NaCl浓度0.200%时多数品种的产量最高,当盐浓度大于0.300%时不同品种间的产量差异则迅速增大。[结论]盐胁迫对紫花苜蓿粗蛋白含量和粗纤维含量没有影响,但对粗灰分含量和鲜草产量有明显影响。