利用离体叶片鉴定杨树耐盐潜力

以受体杨树107和转基因杨树18-1的一年生枝条为材料, 采用Hoagland营养液水培方法, 添加不同浓度的NaCl, 检测二者植株生长以及叶中Na⁺和K⁺含量的变化。结果表明, 在0.6%NaCl处理下18-1生根率明显高于107, 生物量较大, 叶片中Na⁺积累量是107的1.45倍左右。以107和18-1离体叶片为材料, NaCl处理下测定其生理活性指标, 发现18-1叶盘的失绿速度和相对电导率都显著低于107叶盘。把离体叶片接种在改良MS培养基上, 1.2%NaCl处理可使107叶盘几乎停止伸长, 细胞大小不再增加; 而18-1叶盘培养7天后伸长了近50%。以上结果表明利用离体叶片可以鉴定出不同基因型杨树的耐盐潜力。     

烟草NTHK1基因提高杨树根系的耐盐性

以受体杨树‘107号’和转入NTHK1（Nicotiana tabacum histidine kinase-1）基因的‘18-1’及‘18-4’的水培苗为材料,不同浓度的NaCl胁迫12d后,发现‘18-1’及‘18-4’的根长和根重显著大于‘107号’。以离体根段为材料,在400mmol·L-1NaCl溶液中胁迫60min后,‘107号’的K＋外渗量比‘18-1’和‘18-4’分别高49.34%和19.68%;在400mmol·L-1KCl或NaCl胁迫30min,‘107号’的电解质外渗率（REL）显著大于‘18-1’和‘18-4’;等渗的30%PEG对离体根段的REL影响很小。在400mmol·L-1NaCl溶液中添加200～400mmol·L-1的KNO3或KCl能显著增加离体根段的REL,并使不同基因型的REL差异更大。这表明,测定离体根段的K＋外渗量和REL可以快速鉴定不同基因型杨树的耐盐潜力。     

杨树叶中Na^＋的积累与其耐盐能力的关系

以受体杨树品种‘107号’和转基因杨树‘18—1’的一年生枝条为材料,采用Hoagland营养液水培方法,检测二者植株生长以及根、茎、叶中Na^＋和K^＋含量变化的结果表明,在含100mmol·L^-1NaCl的Hoagland营养液中,二者的生长速度都受到明显抑制,但后者的受抑程度较小;叶中Na^＋含量呈持续增加趋势,9d后其叶中的Na’含量显著高于前者。在二者叶片枯萎程度相同的情况下,‘18—1’叶中的Na^＋含量是‘107号’的1．6倍左右。在4mol．L^-1NaCl溶液中,它们的表皮细胞死亡率分别为42％和97％。说明后者比前者有更高的耐盐能力。     

不同阴离子对二色补血草盐腺Na＋分泌速率的影响

本文以二色补血草（Limonium bicolor）为实验材料,用Hoagland营养液和200mmol·L—NaCl、NaBr、NaNO3溶液分别处理12h,测定二色补血草盐腺的Na＋分泌速率、叶片Na＋含量和MDA（丙二醛）含量以及质膜透性,并利用非损伤微测技术探索可能与盐腺相关的转运蛋白,以探讨不同阴离子对二色补血草盐腺分泌Na＋的作用及其可能原因。结果表明：在NaCl处理12h时二色补血草叶片Na＋分泌速率达到最大,然后逐渐下降;不同钠盐处理下叶片Na＋分泌速率为NaCl〉NaBr=NaNO3〉Hoagland,而叶片Na＋含量NaBr〉NaCl〉NaNO3〉Hoagland;不同盐处理下叶片质膜透性和MDA含量无显著性差异;利用Na—K—C1共转运体专一性抑制剂bumetanide处理发现Na＋分泌速率显著降低。这些结果表明Na—K—Cl共转运体可能参与盐腺分泌Na＋。     

源于小孢子培养的大麦耐盐变异体获取

以大麦品种‘花30’作为供试材料,比较了甲基磺酸乙酯（EMS）和平阳霉素处理小孢子60Co γ-射线辐照处理离体穗和干种子,对300mg·L-1NaCl胁迫培养下游离小孢子的愈伤组织产量和愈伤组织在0.3％NaCl胁迫筛选下的绿苗产量的影响。结果表明,EMS处理离体小孢子和60Co γ-射线辐照千种子的愈伤组织产量和绿苗产量明显优于平阳霉素处理小孢子和60Co γ-射线辐照离体穗。以16份源于种子辐照处理的再生植株自交一代种子为供试材料,比较了在0．3％NaCl胁迫下种子的发芽率和幼苗的成活率以及植株的分蘖数、株高和单株产量。结果表明,‘花30’发芽率为0,供试的16份耐盐变异体中,有14份材料在NaCl胁迫下的发芽率优于‘花30’,鉴定出4份耐盐性明显优于‘花30’的变异体材料。选择耐盐变异体作为供试材料,测定了变异体中Na＋／H＋逆向转运蛋白基因NHXl、NHX2和NHX3和编码甜菜碱醛脱氢酶（BADH）的两个同工酶基因曰肋,和BBD2的表达模式和表达量,结果表明变异体耐盐性的提高与这些基因的表达量存在联系。     

NaCl处理对盐地碱蓬开花及Na＋、K＋含量的影响

为探讨盐地碱蓬（Suaeda salsa）开花与盐的关系, 研究了1 （对照）、200和400 mmol·L-1 NaCl处理对盐地碱蓬不同分枝和单株开花数目、叶片和茎及花器官中的Na＋、K＋含量及Na＋/K＋比的影响。结果表明： 与对照相比, 200 mmol·L-1 NaCl处理下盐地碱蓬分枝及单株开花数目增加最显著, 单株开花数目增加了69.90%, 花器官中的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了1.41倍和1.77倍, 而一级叶片的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了3.96倍和4.96倍, 茎中Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了7.00倍和12.39倍。400 mmol·L-1 NaCl处理下, 单株开花数目增加了19.00%, 花器官中的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了2.09倍和3.21倍, 而一级叶片的Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了4.28倍和6.50倍, 茎中Na＋含量、Na＋/K＋比分别增加了7.65和15.40倍。这些结果表明, NaCl处理下真盐生植物盐地碱蓬可能通过把Na＋区域化到茎叶而动员其中的K＋到花器官中维持花器官中合适的Na＋/K＋比而促进开花。     

野生大豆和栽培大豆光合机构对NaCl胁迫的不同响应

本文以东营野生大豆（Glycine soja Sieb. et Zucc. ZYD 03262）和山东栽培大豆（Glycine max (L.) Merr. 山宁11号）为实验材料,通过研究2种大豆植株和离体叶片对不同浓度NaCl（0,100和200 mM）处理的响应,探讨2种大豆光合机构对NaCl胁迫响应的差异和机理。结果表明：NaCl处理完整植株后,2种大豆植株叶片的光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSII）和叶绿素含量都明显降低,而且生长也均受到抑制。但是,NaCl胁迫对栽培大豆各方面的抑制均显著大于野生大豆;野生大豆叶片中的Na 含量、Na /K 值都显著低于栽培大豆,而野生大豆根中的Na 含量却明显高于栽培大豆。当用100和200 mM NaCl处理2种大豆的离体叶片时,野生大豆的Fv/Fm、ΦPSII、单位面积有活性反应中心的数目（RC/CS）和光化学性能指数（PI）的下降幅度却显著大于栽培大豆;叶片中的Na 含量也显著高于栽培大豆。这些结果表明,实验所用的野生大豆的光合机构并不抗盐。但是,在盐胁迫条件下,野生大豆植株却能够有效地避免过多Na 进入叶片光合组织,以维持光合机构较高的光合活性,这是野生大豆比栽培大豆更抗盐的原因之一。     

不同阴离子对二色补血草盐腺Na~+分泌速率的影响

本文以二色补血草(Limonium bicolor)为实验材料,用Hoagland营养液和200mmol·L-1NaCl、NaBr、NaNO3溶液分别处理12h,测定二色补血草盐腺的Na+分泌速率、叶片Na+含量和MDA(丙二醛)含量以及质膜透性,并利用非损伤微测技术探索可能与盐腺相关的转运蛋白,以探讨不同阴离子对二色补血草盐腺分泌Na+的作用及其可能原因。结果表明:在NaCl处理12h时二色补血草叶片Na+分泌速率达到最大,然后逐渐下降;不同钠盐处理下叶片Na+分泌速率为NaCl>NaBr=NaNO3>Hoagland,而叶片Na+含量为NaBr>NaCl>NaNO3>Hoagland;不同盐处理下叶片质膜透性和MDA含量无显著性差异;利用Na-K-Cl共转运体专一性抑制剂bumetanide处理发现Na+分泌速率显著降低。这些结果表明Na-K-Cl共转运体可能参与盐腺分泌Na+。     

NaCl胁迫对2个杨树品系扦插苗生长及体内离子含量和运输的影响

以杨树(Populus spp.)品系“南杨1号”(Nanyang No.1)和“南杨2号”(Nanyang No.2)为实验材料,研究了不同浓度(0、75和150 mmol·L-1)NaCl胁迫条件下2个杨树品系扦插苗生长及不同器官中离子(N、P、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-)含量与运输的差异.结果表明:随NaCl浓度的提高,2个杨树品系的单株干质量以及“南杨1号”的根冠比均逐渐降低,但“南杨2号”的根冠比呈现先增大后减小的趋势;除P和Mg2+含量外,2个品系根、新生枝条和叶片中营养元素的含量均逐渐降低,Na+和Cl-含量以及Na+/K+和Na+/Ca2+比值均逐渐增加,但Na+和Cl-含量以及Na+/K+和Na+/Ca2+比值的增幅在根中均最高、在叶片中均最小.在150 mmol·L-1NaCl胁迫条件下,2个品系的单株干质量和根冠比以及根、新生枝条和叶片中N、P、K+、Ca2+和Mg2+含量均最低,Na+和Cl-含量以及Na+/K+和Na+/Ca2+比值均最高,且与对照有显著差异.在NaCl胁迫条件下,2个品系从根到新生枝条、从新生枝条到叶片的离子运输相对选择性比率RSK+,Na+和RSCa2+,Na+基本上均小于对照,其中,从根到新生枝条的RSx+,Na+和RSCa2+,Na+均大于从新生枝条到叶片.总体上看,在NaCl胁迫条件下“南杨2号”的单株干质量和根冠比、各器官的N和P含量、不同器官间的RSK+Na+和RSCa2+,Na+均高于“南杨1号”,“南杨2号”各器官的Na+和Cl-含量以及Na+/K+和Na+/Ca2+比值的增幅均低于“南杨1号”.综合分析结果表明:NaCl胁迫对2个杨树品系扦插苗的生长及体内离子的分布及运输均有一定的影响,但总体上看,“南杨2号”对NaCl胁迫的耐性优于“南杨1号”.     

NaCl胁迫对杂交狗牙根品种‘苏植2号’和‘Tifgreen’生长及Na＋和K＋积累的影响

对0（对照）和20g·L-1NaCl胁迫条件下杂交狗牙根（Cynodondactylon×C.transvaalensis）品种‘苏植2号’（‘SuzhiNo.2’）和‘Tifgreen’不同部位的生长状况以及Na＋和K＋积累的差异进行了研究,并分析了2个品种间Na＋、K＋转运调控机制的差异。结果显示：在NaCl胁迫条件下,2个品种的叶片相对枯黄率、地下茎和根系的相对干质量、叶片和根系的Na＋含量和Na＋/K＋比以及钠钾选择性转运系数增加;修剪茎叶及冠层和地上部的相对干质量、植株相对总干质量以及叶片和根系的K＋含量均降低,但茎叶含水量无显著变化。NaCl胁迫条件下,不同土层中2个品种的根系相对干质量均不同程度增加,且20-40和40-60cm土层中根系干质量的增幅大于0-20cm土层;在0-20cm土层中2个品种根系的分配比例均有所降低,而在20-40和40-60cm土层中则不同程度提高。与‘Tifgreen’相比,NaCl胁迫条件下‘苏植2号’叶片相对枯黄率、Na＋含量和Na＋/K＋比更低,修剪茎叶及冠层和地上部的相对干质量、植株相对总干质量、叶片K＋含量和钠钾选择性转运系数更高;在20-40和40-60cm土层中‘苏植2号’根系相对干质量显著高于‘Tifgreen’,根系分配比例总体也高于‘Tifgreen’。综合比较结果表明：‘苏植2号’的抗盐性强于‘Tifgreen’,可能与其深层根系分配量更高和钠钾选择性转运能力较强有关。     

Comparative proteomics analysis of salt response reveals sex-related photosynthetic inhibition by salinity in Populus cathayana cuttings

Male and female poplar ( Populus cathayana Rehd.) cuttings respond differently to salinity stress. To understand these differences better, comparative morphological, physiological, and proteomics analyses were performed. Treatments with different concentrations of NaCl applied to male and female poplar cuttings for 4 weeks showed that females reacted more negatively at the morphological and physiological levels than did males, visible as shriveled leaves, decreased growth, lowered photosynthetic capacities, and greater Na(+) accumulation. The proteome analysis identified 73 proteins from 82 sexually related salt-responsive spots. They were involved in photosynthesis, protein folding and assembly, synthesis and degradation, carbon, energy and steroid metabolism, plant stress and defense, redox homeostasis, signal transduction, and so forth. The sex-related changes of these proteins were consistent with the different morphological and physiological responses in males and females. In conclusion, the higher salt resistance of male P. cathayana cuttings is related to higher expression and lower degradation of proteins in the photosynthetic apparatus, more effective metabolic mechanism and protective system, and greater capacity of hydrogen peroxide scavenging. This research allows us to further understand the possible different management strategies of cellular activities in male and female Populus when confronted by salt stress.     

盐胁迫对不同品系杨树幼苗生长、细胞超微结构和离子稳态的影响

以欧美杨（Populus canadensis）南杨1号和南杨2号为实验材料,研究了NaCl胁迫对其幼苗生长、细胞超微形态结构和离子分配等的影响。结果发现,低盐（75mmol·L^–1NaCl）胁迫对南杨1号生长的抑制显著高于南杨2号;高盐（150mmol·L^–1NaCl）胁迫对2种品系生长的抑制则差异不显著。低盐胁迫下,南杨1号叶片细胞结构破坏程度明显高于南杨2号;南杨2号根中所有细胞,新生枝条表皮、皮层及木质部细胞,叶片上表皮、栅栏和海绵组织细胞均维持较低的Na＋含量,同时叶片栅栏和海绵组织细胞维持较高的Mg2＋含量,从而表现为向枝条和叶片的Na＋流量显著偏低。维持细胞内的离子稳态可能是南杨2号耐盐性高于南杨1号的重要原因。     

超表达AVP1基因提高转基因百脉根的耐盐性和抗旱性

本研究以超表达拟南芥液泡膜H＋-焦磷酸酶编码基因AVPI的转基因百脉根为材料,对其耐盐性和抗旱性进行了检测。结果显示：在200mmol·L^-1 NaCl下处理或自然干旱7d后,转基因植株的生长虽然受到抑制,但受抑程度明显低于野生型植株,前者叶片相对含水量比后者分别高18％和14％,净光合速率分别高20％和21％,而MDA含量则分别低35％和27％,相对质膜透性分别低28％和27％。此外,随着盐和干旱胁迫的加剧,与野生型植株相比,转基因植株体内积累了更多Na＋、K＋和Ca2＋。以上结果表明,AVPI基因的超表达可能提高了百脉根细胞Na＋区域化能力,既减轻了过量Na＋对细胞质的毒害作用,也提高了植株的渗透调节能力,从而增强了百脉根的耐盐性和抗旱性。     

盐胁迫下构树幼苗各器官中K+、Ca2+、Na+和Cl-含量分布及吸收特征

将当年生构树幼苗置于含有不同浓度（04、1、2、3、4 g·kg^-1）NaCl的土壤中,研究其生物量积累、叶片细胞质膜透性和K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-等离子的吸收、分布及运输,并观察盐害症状.结果表明：构树幼苗的叶片质膜透性随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而升高,根冠比随NaCl浓度的升高而增加,大于3 g·kg^-1的土壤盐胁迫对构树叶片的质膜透性及植株的生物量积累影响显著.构树幼苗各器官中Na⁺和Cl^-含量随土壤NaCl浓度升高而显著增加,K⁺和Ca²⁺则随之降低,叶片各离子含量均明显高于根和茎.说明盐胁迫影响根系对K⁺和Ca²⁺的吸收,并抑制了它们向地上部分的选择性运输,使叶和茎的K⁺和Ca²⁺含量下降.构树通过吸收积累Na⁺和Cl^-抵御土壤盐分带来的渗透胁迫,但过量的Na⁺和Cl^-积累会造成单盐毒害.作为抗盐性较高的非盐生植物,构树地上部分的拒盐作用不显著.