基于水稻染色体片段代换系的耐盐发芽QTL分析

为了检测水稻种子的耐盐相关数量性状位点,也为耐盐遗传机理的研究提供理论基础,本实验以Koshihikari(受体)和Nona Bokra(供体)为亲本构建的全基因组单片段代换系(154个)作为研究群体,采用培养皿培养,在水稻种子的萌发期进行浓度为1％的盐胁迫,以种子的发芽情况为指标,统计发芽率数据,利用分子标记技术,定位分析水稻种子发芽率耐盐相关性状的QTL.结果显示:共检测到两个盐胁迫发芽相关QTL(qST9-1和qST11-1),其中,qST9-1定位于水稻9号染色体上M9-15引物附近,贡献率为6.94％;qST11-1定位于水稻11号染色体上M11-386引物附近,贡献率为6.86％.初步定位到两个水稻萌发期耐盐性QTL,该结果为进一步进行耐盐基因的精细定位、克隆及功能研究奠定基础,对挖掘耐盐水稻在盐渍化耕地的利用潜力,培育耐盐水稻品种以及耐盐遗传机理的研究具有重要意义.     

盐增强培养对弗氏链霉菌产新霉素的影响

目的: 弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)作为氨基糖苷类抗生素新霉素的主要生产菌株,其新霉素B具有抗菌活性强、抗癌、抗HIV等作用,提高新霉素B的效价具有重要意义。方法: 在满足微生物正常生长所需盐离子的条件下,通过盐增强培养的方式向培养基中添加不同种类、浓度无机盐来改变细胞壁附近的理化特性、渗透压以及培养基中的碳氮比。结果: 不同无机盐对新霉素B效价影响程度由高到低为(NH₄)₂SO₄、NaCl、KCl、K₂SO₄;当添加60 mmol/L(NH₄)₂SO₄时新霉素B的效价达到最高为15 864 U/mL,而NaCl在80 mmol/L浓度时产量最高为7 429.7 U/mL,相比未添加无机盐分别提高3.8倍和0.82倍。在含有80 mmol/L的NaCl的发酵培养基中添加不同浓度的(NH₄)₂SO₄并定时取样检测其中氨基氮、还原糖、pH、TG、菌浓以及新霉素B效价的变化,发现60 mmol/L(NH₄)₂SO₄浓度下氨基氮、还原糖、TG的消耗速率加快,菌体比生长速率μ最大为0.097/h,新霉素B的合成加快且产量提高为17 399 U/mL,同时菌丝呈现出聚集变短的形态且产孢提前。结论: 盐增强培养方式既可以作为一种形态学工程手段,通过改变弗氏链霉菌的微观形态来促进次级代谢产物新霉素B产量的提高,同时也可以作为培养基优化策略来提高新霉素B的产量,这为进一步提高弗氏链霉菌中次级代谢产物产量的研究奠定了基础。     

一氧化氮参与盐胁迫下长春花酚类代谢的调控研究

为研究外源一氧化氮(NO)调控盐胁迫下长春花中酚类化合物的响应,采用液相色谱—质谱联用(LCMS)技术靶向分析梯度浓度硝普纳(SNP)处理对盐胁迫下长春花幼苗根、茎、花、叶4个部位中酚类化合物组分及含量水平的变化。结果共鉴定出L-苯丙氨酸和18种酚类物质,C6C1类5种、C6C3类5种、C6C3C6类8种,其中原儿茶酸、绿原酸、槲皮素在长春花根、茎、花、叶4个部位中均存在;不同浓度SNP处理后长春花不同部位酚类化合物响应积累明显不同,其中C6C1和C6C3小分子酚酸类化合物主要积累在根和茎中,C3C6C3类主要富集在花和叶中;L-苯丙氨酸在茎、叶中相对含量较高,盐胁迫下茎中含量显著升高,且随外源NO浓度增大呈下降趋势。外源NO影响盐胁迫下植物器官中酚类化合物的积累和变化,其中根和茎响应敏感,从种类和相对含量的角度,茎和叶更适合检测酚类化合物。     

龙珠果茎段离体培养和组培苗耐盐性分析

为建立龙珠果(Passiflora foetida)的快繁再生体系,以实生苗茎段为外植体,研究了植物生长调节剂对丛生芽诱导、壮苗生根的影响,同时对组培苗的耐盐性进行研究。结果表明,MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L培养基有利于诱导丛生芽并促进芽的生长;MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L培养基有利于诱导愈伤组织;1/2 MS+IBA 0.2 mg/L培养基适合小芽壮苗生根。组培苗移栽至泥炭土∶蛭石∶珍珠岩(2∶1∶1)的基质中,成活率可达92.6%,且植株生长良好。0～200 mmol/L NaCl处理的组培苗生长不受影响;超过200 mmol/L NaCl处理,植株出现矮化、叶片萎蔫、变黄等现象。随NaCl浓度升高,叶片的SOD活性逐渐升高,POD、CAT和APX活性则呈先升高后降低的趋势。这为龙珠果的种苗繁育、海滨生态修复提供了技术支持。     

盐土生古菌属（Haloterrigena）分类研究进展

盐土生古菌属(Haloterrigena)是一类生长在含有1.7～5.5 mol/L NaCl、17～60℃温度范围内的极端嗜盐古菌。自该属1999年被建立以来,目前已有10个种被有效发表。但是在基于16S rRNA或rpoB'基因的系统进化树上,盐土生古菌属物种常与碱线菌属(Natrinema)和嗜盐碱红菌属(Natronorubrum)的成员交叉聚类在一起;而且盐土生古菌属内各成员间的特征也不尽相同,如多数盐土生古菌属菌株生长pH范围6.0～9.0,最适pH 7.0～7.5,然而大庆盐土生古菌(Haloterrigena daqingensis)为该属的唯一嗜碱成员,生长pH在8.0～10.5,最适为pH 10.0;在化学分类特征方面,该属的多数菌株含有糖脂类型为双硫化二糖基二醚(disulfated diglycosyl diether,S2-DGD-1),然而伊斯帕尼亚盐土生古菌(Haloterrigena hispanica)菌株FP1含有S-DGD硫酸化二糖基二醚(sulfated diglycosyl diether)。鉴于该属存在的这些特殊特征,以及与碱线菌属和嗜盐碱红菌属在系统进化上的特殊关系,结合前期发表的该属的新种和相关文献资料,系统综述了盐土生古菌属的建立、分类学特征、生态分布、基因组信息等方面的研究进展,以期为盐土生古菌属已知种分类地位的确定、该属其他新分离菌株的分类鉴定、功能基因资源的挖掘与开发提供借鉴。     

花生AhRab7基因的克隆及其原核表达研究

为了研究花生小G蛋白AhRab7基因在大肠杆菌中的表达模式及与高盐胁迫的关联性,采用 RT-PCR技术从花生（Arachis hypogaea L .）品种花育20中克隆了AhRab7(7-1、7-2)的cDNA全长序列,通过核苷酸序列和氨基酸序列分析结果表明AhRab7的cDNA全长分别为872 bp、816 bp,分别含一个621 bp、618 bp大小的开放阅读框（ORF）,拟编码氨基酸数分别为206 aa、205 aa。将携带完整的ORF序列连入表达载体 pET-28a(+)中,经IPTG诱导后进行耐盐性测定,结果表明两种全长重组酶（分别含pET-Rab 7-1 和pET-Rab 7-2的重组质粒）均具有正常酶活性,明显缓解了高盐环境(5.5%～10% NaCl溶液)对大肠杆菌的生长胁迫,而对照组（含空载体pET-28a）未能检测出相同的酶活性,结果表明该基因表达可以缓解高盐胁迫影响。目的基因经IPTG诱导后高效表达,SDS-PAGE电泳检测到目标蛋白的大小为23KDa,与预测结果一致。这为后期探讨花生对盐胁迫及其他非生物胁迫的研究奠定了一定的基础。     

高粱耐盐性评价方法研究及耐盐碱资源的筛选

用5.500 g/L盐水溶液对3～5叶期高粱幼苗进行处理,用幼苗相对成活率对568份高粱种质进行分级,结果显示:5%的种质具有3级以上的耐盐性。此法可以用来进行大量种质的苗期耐盐筛选。根据植株在不同含盐量的盐碱地上生长的性状差异,对成株期的高粱进行耐盐鉴定,利用处理间性状的差异及各性状与穗重和秆重的相关性构建一个耐盐指数来评价材料对盐碱的耐性,从而对18个高粱品种和品系进行了分级,以适合于盐碱地推广品种的筛选。     

Inositol Polyphosphate Phosphatidylinositol 5-Phosphatase9 （At5PTase9） Controls Plant Salt Tolerance by Regulating Endocytosis

Phosphatidylinositol 5-phosphatases （5PTases） components of membrane trafficking system. Recently, we that hydrolyze the 5＇ position of the inositol ring are key reported that mutation in AtSPTase7 gene reduced produc- tion of reactive oxygen species （ROS） and decreased expression of stress-responsive genes, resulting in increased salt sensitivity. Here, we describe an even more salt-sensitive 5ptase mutant, At5ptase9, which also hydrolyzes the 5＇ phos- phate groups specifically from membrane-bound phosphatidylinositides. Interestingly, the mutants were more tolerant to osmotic stress. We analyzed the main cellular processes that may be affected by the mutation, such as production of ROS, influx of calcium, and induction of salt-response genes. The At5ptase9 mutants showed reduced ROS produc- tion and Ca2~ influx, as well as decreased fluid-phase endocytosis. Inhibition of endocytosis by phenylarsine oxide or Tyrphostin A23 in wild-type plants blocked these responses. Induction of salt-responsive genes in wild-type plants was also suppressed by the endocytosis inhibitors. Thus, inhibition of endocytosis in wild-type plants mimicked the salt stress responses, observed in the AtSptase9 mutants. In summary, our results show a key non-redundant role of At5PTase7 and 9 isozymes, and underscore the localization of membrane-bound Ptdlns in regulating plant salt tolerance by coordinating the endocytosis, ROS production, Ca2＋ influx, and induction of stress-responsive genes.     

二倍体马铃薯耐盐品种鉴定的生理指标测定

以不同耐盐性的二倍体马铃薯富利亚（Solanum phureja, PHU） 和窄刀薯假stenotomum,STN）杂种（PHU．STN）无性系为材料,在离体条件下用0（对照）、10、20、30mmol·L^-1NaCl进行胁迫处理,测定试管苗叶的电导率、丙二醛和脯氨酸含量,结果表明,随着盐浓度的升高,这3个生理指标的相对值均逐渐升高,耐盐性不同的二倍体马铃薯差异极显著。表明电导率、丙二醛和脯氨酸含量可以作为二倍体马铃薯耐盐性鉴定的生理指标。     

碱蓬属植物耐盐机理研究进展

碱蓬属(Suaeda)植物是一类典型的真盐生植物,属于重要的盐生植物资源,全球广泛分布.人们已经对20种碱蓬属植物进行了观察和盐胁迫实验,研究了不同器官或组织的生理生化特征及其对盐胁迫的反应,并基于这些研究分析了盐胁迫的应答机制.叶片肉质化、细胞内离子区域化、渗透调节物质增加和抗氧化系统能力增强是碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的重要方式和途径.但迄今为止的研究工作尚有一定的局限性,主要包括:研究工作主要集中在植物地上部分,而对植物地下部分的研究较少;多是少数生物学指标或生理学现象的单独观察,而缺乏对生理代谢过程的整体和综合分析;针对某种碱蓬的独立分析较多,而与近缘种的比较研究较少;植物对中性盐胁迫的反应研究较多,而对碱性盐的研究较少.为进一步系统阐明碱蓬属植物的耐盐机制,今后的工作应注重碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的信号网络和调控机制研究,基于系统生物学研究思路,采用现代组学技术探索该属植物响应盐胁迫的由复杂信号网络调控的特殊生理特征和特异代谢途径.