NaCl胁迫下沙枣幼苗生长和阳离子吸收、运输与分配特性

沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)耐盐性强,是我国北方生态脆弱地区造林绿化的一个先锋树种。为探讨沙枣的盐适应机制,研究了不同浓度NaCl(0、100和200 mmol/L)胁迫30d对其水培幼苗生物量累积以及不同组织(根、茎、叶)K+、Na+、Ca2+和Mg2+吸收、运输与分配的影响。结果表明:盐胁迫不同程度地促进了沙枣苗根系生长;100 mmol/L NaCl胁迫对幼苗生物量累积无明显影响,而200 mmol/L则显著抑制了生物量累积;盐胁迫幼苗根、茎、叶中Na+含量以及K+-Na+选择性运输系数(S K,Na)和Ca2+-Na+选择性运输系数(S Ca,Na)显著或大幅度增加,而K+、Ca2+、Mg2+含量以及K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+比值则显著或大幅度下降;200 mmol/L NaCl胁迫沙枣根Na+含量和根Na+净累积量分别为22.15 mg/g干重和1.87 mg/株(是对照的16.20倍和20.06倍),根成为Na+净累积量增加幅度最大的组织和Na+含量最高的组织;200 mmol/L NaCl胁迫沙枣茎、叶中的Na+含量以及冠组织Na+净累积量分别高达5.15、7.71 mg/g干重和3.29 mg/株(是对照的7.22倍、9.58倍和5.45倍),但幼苗仍能正常生长。综合分析认为,沙枣的盐适应机制是根系拒盐和冠组织耐盐,主要通过根系的补偿生长效应、根系对Na+的聚积与限制作用以及冠组织对Na+的忍耐来实现的,同时也与根、茎和叶对K+、Ca2+选择性运输能力显著增强有关。     

NaCl处理对西伯利亚白刺幼苗生长及离子平衡的影响

以1年生西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究了不同浓度NaCl(0、200、400mmol·L~(-1))处理对幼苗生长及不同器官(根、茎、叶)中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的吸收、运输与分配的影响,探讨西伯利亚白刺的盐适应机制。结果表明:(1)200mmol·L~(-1) NaCl处理促进了西伯利亚白刺幼苗的生长及叶片肉质化程度,400mmol·L-1 NaCl处理显著抑制其生长。(2)随着NaCl处理浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根、茎、叶中Na~+含量显著增加,且叶中Na~+含量显著高于茎和根中;根系中K~+含量显著增加;根、茎、叶中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量在200mmol·L~(-1) NaCl处理下保持平稳或上升,而在400mmol·L-1 NaCl处理下显著下降。(3)各器官中K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值总体随NaCl处理浓度的升高呈下降趋势,且根部离子比值始终高于叶片和茎。(4)随着NaCl处理浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根-茎SK,Na显著下降,而根-茎SCa,Na、SMg,Na及茎-叶SK,Na、SCa,Na、SMg,Na逐渐提高。研究发现,西伯利亚白刺的盐适应机制主要是通过植株的补偿生长效应及叶片对Na~+的聚积作用实现的,同时也与根系对K~+的扣留及茎叶对K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)选择性运输能力增强有关。     

植物响应盐胁迫组学研究进展

盐胁迫对植物生长的影响主要表现在离子毒害、渗透胁迫以及次级氧化胁迫等,植物遭受盐胁迫时迅速启动相关基因,进行转录调控,进而合成相应蛋白质来控制代谢物合成和离子转运以调节渗透平衡。随着现代分子生物学迅速发展,对植物耐盐机理研究也深入到了转录组、蛋白质组、代谢组及离子组等水平,"组学"研究为耐盐基因鉴定及标志性代谢物的挖掘等提供了有力手段。该文对近年来国内外有关转录组学、蛋白质组学、代谢组学、离子组学的主要研究方法及在盐胁迫中的应用研究进展进行综述,以揭示植物耐盐机理,为优良耐盐碱植物的筛选与培育提供支持。     

植物种子萌发期耐盐碱性提高技术研究进展

种子萌发是种胚从生命活动相对静止恢复到生理活跃状态的生长发育过程,最易受到外部环境影响,其中盐碱胁迫是最严重的生态限制因素之一。中国盐碱地面积大、分布广,总面积约1亿hm^2,占全国土地面积的10%,盐碱逆境下种子萌发受阻已成为我国盐碱地植物天然更新和农林业生产的首要障碍因子。目前,已知植物种子萌发期耐盐碱性提高技术主要有物理方法、化学调控、生物途径和育种技术4个方面,其中物理方法包括种子引发、低温、超声波、微波、电场等物理因素处理;化学调控包括无机、有机外源物质调控;生物途径包括植物促生细菌和真菌共生;育种技术包括耐盐性鉴定筛选和转基因技术。综述了植物种子萌发期耐盐碱性提高技术研究进展,简述了这些技术的特点及不足,并提出了进一步开展工作的建议,旨在为解决我国盐碱地植物种子萌发受阻难题、实现盐碱地低成本规模化的生物修复和盐碱地区农林业生产提供参考。     

NaCl胁迫对转基因杨树外源基因表达的影响

以具高抗虫性的转抗虫基因‘741杨’及在此基础上转入了发根农杆菌Ri质粒T-DNA株系的组培苗为材料,研究了转基因株系BtCrylAc抗虫基因和发根基因的表达及其对NaCl胁迫的反应。结果表明,转入Ri质粒T- DNA上的rol基因后,导致苗木根系数目增加,根系长度减小,IAA和GA含量显著提高,抗虫BtCrylAc基因编码的毒蛋白的表达量降低;随着NaCl胁迫强度的增加,苗高、根系数量、叶绿素含量及IAA、GA含量逐步降低,而根系的长度加大,Bt毒蛋白含量显著提高,表明NaCl胁迫使转基因杨外源Bt毒蛋白基因的表达增强,而发根农杆菌Ri质粒T-DNA的表达下降。     

NaCl胁迫对红砂萌发的影响及萌发期耐盐性评价

探究盐胁迫对红砂种子萌发及萌发后生长和生理生化指标的影响,为解析红砂萌发期耐盐机制及后续研究提供数据支撑。以盐生植物红砂种子为试验材料,NaCl溶液模拟盐胁迫,研究不同浓度NaCl(0、50、100、150、200、300和400 mmol/L)处理下,红砂种子萌发及萌发后根长、株高、生理生化指标的变化趋势。结果显示:(1)与对照相比,50 mmol/L处理的红砂萌发率升高,植株根长、株高显著增加;随着处理浓度的升高,红砂的萌发时间推迟,萌发率减少,盐害率增加,根长、株高下降显著。当盐浓度增加到400 mmol/L时,红砂不能萌发,但仍保持萌发活力,400 mmol/L胁迫35 d的未萌发种子经复萌处理后,相对萌发率为105.43%。(2)随着NaCl浓度的增加,红砂中的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量显著增加,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现不同程度的增加。(3)分别以相对萌发率、植株全长下降到对照的50%为标准,确定红砂的萌发耐盐阈值为273 mmol/L,最适盐浓度为45.78 mmol/L;萌发后生长耐盐阈值为388.19 mmol/L,生长最适盐浓度为50.59 mmol/L。红砂可在胁迫环境下长期保持萌发活力,待萌发条件适宜时,可快速集中大量萌发;红砂生长阈值浓度大于萌发阈值浓度,说明萌发期是其在盐胁迫下完成生活史的关键时期;随着盐浓度的增加,红砂的生长受到不同程度的抑制,植株在一定胁迫程度内可通过提高POD、SOD活性清除MDA,增加Pro含量从而减少胁迫危害,以维持正常的生理代谢。     

NaCI胁迫对转基因杨树外源基因表达的影响

以具高抗虫性的转抗虫基因‘74l杨’及在此基础上转入了发根农杆菌融质粒T-DNA株系的组培苗为材料,研究了转基因株系BtCrylAc抗虫基因和发根基因的表达及其对NaCI胁迫的反应。结果表明,转入Ri质粒T-DNA上的rol基因后,导致苗木根系数目增加,根系长度减小,IAA和GA含量显著提高,抗虫BtCrylAc基因编码的毒蛋白的表达量降低;随着NaCI胁迫强度的增加,苗高、根系数量、叶绿素含量及IAA、GA含量逐步降低,而根系的长度加大,Bt毒蛋白含量显著提高,表明NaCI胁迫使转基因杨外源Bt毒蛋白基因的表达增强,而发根农杆菌．Ri质粒T-DNA的表达下降。     

盐胁迫下树种幼苗生长及其耐盐性

采用盆栽方法,以11个树种实生幼苗为材料,用不同浓度(0、3、5、8 g·kg-1和10 g·kg-1)NaCl溶液进行1次性浇灌处理,对盐胁迫下各树种的形态表现、生长及耐盐性进行了研究,结果表明:(1)当盐含量达到8 g·kg-1时,欧洲荚蒾、甜桦和光叶漆植株死亡,当含量增加到10 g·kg-1时,沃氏金链花植株死亡,其它各存活树种也均出现不同程度的盐害症状;(2)盐胁迫后,各树种的苗高生长量下降、生物量累积减少,且随着处理浓度的增加均呈下降趋势,其中榆桔、甜桦和光叶漆的降幅最大;(3)盐处理后,各树种的根冠比值增大,其中盐胁迫对光叶漆、银水牛果和沃氏金链花有显著影响(p<0.05);(4)综合分析各树种的生长和形态表现,认为日本丁香、银水牛果、三裂叶漆和豆梨具有高度耐盐性,沃氏金链花、金雀儿、鹰爪豆和榆桔具有中高度耐盐性,而欧洲荚蒾、甜桦和光叶漆具有中度耐盐性.     

省沽油群体遗传多样性的AFLP分析

利用4对AFLP引物对来自安徽石台、湖北大悟和河南桐柏的3个省沽油群体进行遗传多样性分析,共扩增出489条带,其中多态性条带460条,多态性百分比为93.99%。不同群体Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon’s信息指数(I)变化范围分别为0.1920～0.2046和0.2937～0.3151,其中湖北大悟群体遗传多样性最高。物种水平和种群水平的H分别为0.2190和0.1964,群体内变异占总变异的89.68%,表明省沽油遗传变异主要存在于各群体内部。3个群体的平均遗传距离为0.0292,UPGMA聚类分析结果说明省沽油各群体间亲缘关系较近并和地域具有相关性。建议省沽油的遗传资源保护应以种内遗传多样性的保护为主。     

不同类型盐生植物适应盐胁迫的生理生长机制及Na+逆向转运研究进展

盐生植物是指能在离子浓度至少200 mmol/L以上的生境中生长并完成生活史的植物。盐生植物可分为稀盐盐生植物、泌盐盐生植物、拒盐盐生植物三类。本文从生长形态、生理和分子3个方面总结三类盐生植物响应盐胁迫的不同策略及研究进展,发现盐生植物在分子水平上主要通过Na⁺转运蛋白和为其提供能量的两类基因应对体内过高Na⁺,这可能是引起盐生植物生理和生长形态异于非盐生植物的重要因素。其中稀盐盐生植物主要通过液泡离子区隔化应对盐胁迫,并表现出肉质化生长形态;泌盐盐生植物通过将体内盐分排出体外应对盐胁迫,并进化出特有的生理结构——盐腺或盐囊泡;拒盐盐生植物通过将盐离子积累在皮层细胞液泡和根部木质部薄壁细胞中减少向上运输Na⁺,同时根部多栓质化减少Na⁺吸收。本综述旨在为今后研究盐生植物及其耐盐机制提供相关依据,为植物耐盐分子育种奠定基础。