盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长的全基因组关联分析

【目的】解析甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的调控位点,筛选油菜耐盐性相关的候选基因,可为油菜耐盐性改良提供依据。【方法】以317份具有代表性的甘蓝型油菜自交系为材料,在正常生长和盐胁迫条件下进行沙培鉴定,利用芸薹属60K SNP芯片和全基因组关联分析鉴定正常生长与盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴长度显著关联的SNP,并确定其连锁不平衡区间。通过区间内基因的功能注释及盐胁迫下油菜幼苗根和叶片转录组差异表达基因筛选连锁不平衡区间内的重要候选基因,并以实时荧光定量PCR分析候选基因的组织特异性和盐胁迫诱导表达模式,提高候选基因筛选的准确性。【结果】正常生长和盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长在不同材料间变异较大,频次分布表明目标性状均为数量性状,受多基因调控。全基因组关联分析模型比较表明,MLM+P+K模型为最优模型。以此模型对目标性状进行全基因组关联分析,检测到45个显著关联SNP,其中40个与下胚轴长度显著关联,5个与根长显著关联,单个SNP解释的表型变异分别为9.12%—14.46%和7.67%—8.93%。重复检测的显著相关SNP中,值得注意的是C04染色体的rs8970,同时与4个性状显著关联,表型贡献率为7.67%—12.35%,是唯一在下胚轴长和根长间重复检测到的显著关联SNP。11个重要关联SNP中有6个位于10—442 kb的连锁不平衡区块中。转录组分析表明,11个连锁不平衡区间共包含447个基因,其中15个受盐胁迫诱导表达。转录组和基因功能注释综合分析表明,BnaSRO1、BnaPAGR2、BnaNPH3、BnaMYB124、BnaSAM-Mtase、BnaBIN2、BnaUMAMIT11、BnaEXPA7、BnaRPT3、BnaEF-hand和BnaF3H很可能为各自区间的候选基因。实时荧光定量PCR结果证实除BnaNPH3外,其他基因均在根或下胚轴中受盐胁迫诱导上调表达。组织特异性分析还发现BnaUMAMIT11、BnaPAGR2和BnaEXPA7主要在萌发的根和下胚轴中特异表达,BnaRPT3、BnaBIN2和BnaMYB124虽然呈组成型表达,但在萌发阶段的下胚轴中表达量最高,证实这些基因很可能参与油菜发芽期根和下胚轴生长发育及耐盐性的调节。【结论】全基因组关联分析共鉴定出45个控制油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的显著关联SNP。连锁不平衡、转录组和基因功能注释综合分析初步鉴定出11个重要候选基因。     

大豆GmHAT5的克隆及其转基因百脉根的抗盐分析

【目的】从大豆盐胁迫基因表达谱中筛选并克隆得到同源异型域亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)家族基因GmHAT5,将其转化豆科模式植物百脉根并进一步探究其抗盐调控机制。【方法】使用多种生物信息学软件对GmHAT5的开放读码框(ORF)、编码蛋白的分子量、等电点、序列结构和蛋白定位等进行预测,同时将大豆GmHAT5蛋白与其他10个物种的同源蛋白进行比对分析,并对GmHAT5在大豆不同器官及盐胁迫下的表达特性进行分析。此外,构建GmHAT5的植物超表达载体,通过对发根农杆菌LBA1334的转化,得到"复合体"百脉根植株,并在盐胁迫条件下对其进行抗盐表型分析;通过对根癌农杆菌EHA105的转化,获得百脉根的稳定转化株系,并对其进行抗盐表型分析及相关生理指标检测。【结果】多种生物信息学软件分析表明,该片段包含1个1 038 bp的ORF,编码345个氨基酸。GmHAT5的理论分子量和等电点分别为39.17 k D和4.63。GmHAT5蛋白定位于细胞核,与其他HD-Zip家族蛋白一样,属于典型的核蛋白。序列分析表明,GmHAT5包含一个同源异型结构域和一个亮氨酸拉链结构域,属于第I类同源异型域亮氨酸拉链蛋白。同源蛋白比对表明其与野生大豆GsHAT5同源性最高。基因表达特性分析表明,GmHAT5在大豆植株的各个不同器官中均有表达,是一个受盐诱导上调表达的HD-Zip类转录因子。发状根转化的结果表明,使用200 mmol·L~(-1) NaCl处理植株7 d后,"复合体"植株生长状态良好,对照组植株叶片明显萎蔫、失绿;不同NaCl浓度处理离体转基因发状根14 d后,对照组较试验组发状根明显干枯、生长受到抑制。稳定转化结果显示,不同盐浓度处理14 d后,转GmHAT5百脉根与两组对照植株相比生长状态更好。相关生理指标检测结果显示,与两组对照相比,转基因百脉根植株中丙二醛含量和相对质膜透性明显降低(P0.05),而叶绿素含量和根系活力则显著升高(P0.05)。测定不同植株阳离子含量的结果表明,转基因百脉根株系与两组对照相比,Na~+在叶片和根中含量显著下降,K~+和Ca~(2+)在叶片和根中含量显著升高。【结论】从大豆中克隆得到一个编码HD-ZipⅠ类同源异型域亮氨酸拉链蛋白基因GmHAT5,该基因在大豆中受盐胁迫诱导表达量显著升高。超量表达GmHAT5显著增强百脉根的耐盐能力,发状根转化法可以作为一种快速有效筛选抗盐候选基因的手段。推测GmHAT5在大豆盐胁迫应激调控中扮演重要角色。     

八棱海棠和湖北海棠的耐盐性分析

通过组织培养获得两个苹果砧木八棱海棠(Malus robusta Rehd.)和湖北海棠[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.]的试管苗,并以不同浓度的NaCl作为盐胁迫因子,加入生根培养基中进行耐盐性试验。结果表明,在盐胁迫的30d内,试管苗的生根率、生根数目均随着盐浓度的升高而降低,试管苗的受害指数随着盐浓度的升高而增大。在4g/L NaCl胁迫下,随着盐胁迫时间的延长,试管苗的受害率和受害指数呈上升趋势。八棱海棠耐盐能力大于湖北海棠。     

菊芋耐盐性的初步研究

菊芋为优良耐盐能源植物,但其耐盐程度一直未有定论.为准确探讨菊芋的耐盐性,测定了不同盐胁迫下(电导率(ECe)为0、10、20、30、40、50、60dS/m)菊芋的生长、生理指标.结果表明:在ECe=0～30 dS/m时,菊芋能够正常发芽、生长;但在ECe≥40 dS/m时菊芋不能正常存活;随着NaCl处理时间的延长...     

薏苡耐盐性研究

目前我国有大面积的滨海盐化土壤尚未得到开发利用。薏苡是一种多用途植物,为了综合开发利用这一植物资源,我们对薏苡的耐盐性进行了初步研究,以明确薏苡在盐化土壤上种植的可能性。通过室内试验,测定了薏苡种子萌发期、出苗期和中后期的耐盐性;并利用盐池微区试验和田间小区试验,通过籽粒产量和秸秆产量2个指标,鉴定和验证了薏苡在不同程度盐化土壤上的适应性。结果表明：薏苡种子正常萌发的盐溶液浓度为7个大气压以下;在以氯离子为主的滨海盐化潮土上,薏苡正常出苗的土壤盐渍度为0.20%以下;苗期以后能够正常生长发育的土壤盐渍度为0.30%以下。薏苡可以在滨海轻度盐渍土壤上栽培或在中度盐渍土壤上进行保护性栽培。     

硝态氮对马蔺耐盐性及渗透调节物质的影响

 【目的】探讨施用硝态氮对马蔺(Iris lactea Pall. var. chinensis(Fisch.)Koidz.)耐盐性及叶片渗透调节物质的影响,为马蔺的栽培和管理提供理论依据。【方法】采用砂培马蔺幼苗,透灌含不同浓度NaCl和硝态氮的营养液(设置3个NaCl浓度0.1、140、210 mmol•L-1与3种硝态氮含量0.25、4和8 mmol•L-1交互组合的9个处理),处理35 d后,测定叶片和根部的生物量、矿质元素吸收量以及叶片中主要渗透调节物质的含量。【结果】在中等盐浓度(140 mmol•L-1)处理下,施加多量硝态氮(8 mmol•L-1)更大程度地促进了马蔺叶片生物量的累积。当NaCl浓度增高到210 mmol•L-1时,4 mmol•L-1和8 mmol•L-1硝态氮处理区的叶片生物量相比对照增加了约30%,但两种浓度的效果没有显著差异(P＜0.05)。施加硝态氮降低了NaCl胁迫下马蔺的根冠比和叶片质膜透性,提高了叶片和根部的氮素含量,但没有显著改变无机离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)的吸收量。硝态氮和NaCl交互组合处理下,叶片渗透调节物质中各无机离子的浓度大小为：Cl-＞K+＞Na+＞NO3-。硝态氮的施加显著降低了Cl-、Na+和K+浓度,但提高了脯氨酸和NO3-浓度。【结论】外施适量的硝态氮能显著提高马蔺的耐盐性,其机理与盐胁迫下氮营养的改善、脯氨酸和NO3-含量的增加以及根冠比、Cl-和Na+含量的降低等有关。     

玉米地方品种耐盐性鉴定及评价指标筛选

以7份耐盐地方玉米(Zea mays L.)品种资源为材料,通过萌芽试验研究其在高浓度NaCl胁迫下的耐盐性差异,并对评价指标进行筛选.结果表明,在200～250 mmol/L盐胁迫下7个品种的耐盐性继续发生分化,存在显著性差异,耐盐性顺序为丹红＞白苞谷＞大白苞谷＞火白早＞白鹤＞牙垭白＞白马牙.玉米萌芽期耐盐性评价应以种子耐盐指数、活力耐盐指数、相对储藏物质转运率、相对芽干重、相对根干重和相对生长量为主,采用适宜的方法计算综合指标,作为耐盐性评价依据;相对萌芽率、根冠比不宜作为评价指标.     

果树种质资源耐盐性评价及耐盐突变研究现状

种植果树比一般的大田作物和绿化植物具有更高的经济效益,要提高果树的产量和品质必须作到适树适栽,充分了解各种果树的耐盐性是一个重要的方面;另一方面,随着人口增加和耕地的不断减少,合理开发利用盐碱地迫在眉睫,如果能够利用果树来开发盐碱地,无疑是一个很好的盐碱地农业发展方向,但是现有果树还很难直接用于盐碱地,必须要培育更加耐盐的新品种,体细胞耐盐突变体筛选研究是抗盐植物育种研究领域的新热点。对部分已有的果树耐盐性评价及耐盐突变体的研究成果进行梳理总结,以期为生产上合理利用果树资源和开发盐碱地提供参考。     

NaCl胁迫下3种苹果砧木组培苗耐盐性比较

以烟砧5号和烟砧6号组培苗为试材,以青砧1号组培苗为对照,研究了NaCl胁迫对3种苹果砧木相对生长量、电导率、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛和脯氨酸含量的影响。结果表明,随着NaCl浓度的增加,青砧1号、烟砧5号和烟砧6号组培苗的相对生长量逐渐下降,电导率和丙二醛含量呈上升趋势,可溶性蛋白、SOD酶活性、POD酶活性、CAT酶活性和游离脯氨酸含量呈先升高再降低趋势;利用隶属函数法对砧木耐盐能力进行了分析,结果表明,3种砧木组培苗耐盐能力从强到弱依次为烟砧6号、烟砧5号、青砧1号。本研究为烟砧系列砧木在盐碱条件下合理应用提供参考依据。     

小黑麦萌发期耐盐性评价

为了解不同基因型小黑麦萌发期的耐盐能力,以87份小黑麦品种(系)为材料,分析了不同浓度NaCl溶液(100～250mmol·L-1)处理后小黑麦种子萌发的变化。结果表明,200～250mmol·L-1 NaCl对小黑麦种子萌发影响显著。在200mmol·L-1 NaCl胁迫下,可以鉴别不同小黑麦材料的耐盐性差异。利用200mmol·L-1 NaCl胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗干重的耐盐系数进行聚类分析,87份材料中,耐盐性较强的材料有32份,中间型有14份,盐敏感型41份。