野生大豆盐碱胁迫相关GsTIFY11b的克隆与功能分析

以耐盐碱野生大豆(Glycine soja L.G07256)为材料,采用同源克隆方法和RT-PCR技术获得一个TIFY类基因的全长cDNA(命名为GsTIFY11b)。进化树分析表明,与其他物种相比,GsTIFY11b与拟南芥的AtTIFY11a基因相似性最高,达到56%;序列分析表明GsTIFY11b蛋白除具有TIFY保守结构域外,还具有一个N端保守结构域和一个C端保守的Jas结构域;实时荧光定量PCR结果显示该基因受盐和碱胁迫诱导表达;将GsTIFY11b转化拟南芥来验证其耐盐碱功能,获得两个转基因纯合体株系,盐碱胁迫分析结果表明,GsTIFY11b的超量表达没能提高拟南芥对盐碱胁迫的耐性,并且与野生型相比,转基因植株在种子萌发期和苗期表现出对盐胁迫更加敏感。盐胁迫信号通路相关marker基因在转基因拟南芥中的表达特性分析表明,GsTIFY11b可以调控RD29B、KIN1、DREB等基因的转录。在洋葱表皮细胞中瞬时表达GsTIFY11b-GFP融合蛋白的结果表明,GsTIFY11b定位于细胞核中。上述结果表明,该基因在细胞核中起着转录调节子的作用,可能是通过调控盐胁迫信号通路中关键基因的表达来改变植物对盐胁迫的耐受性。     

野生大豆P5CS基因的克隆及对盐胁迫反应

逆境下植物大量积累脯氨酸是减轻胁迫伤害的一种自我保护机制。本研究应用同源克隆方法从NaCl处理的野生大豆中克隆获得一个脯氨酸合成酶(P5CS)基因,命名为GsP5CS。该基因核苷酸序列全长2.232 kb,含一个2148bp开放阅读框,编码715个氨基酸,包含有高等植物P5CS蛋白质的5个主要功能域,与菜豆PvP5CS1基因核苷酸序列相似性高达98.79%。Real Time PCR分析显示该基因受轻度盐胁迫诱导上调表达,根中表达高峰出现在200 mmol/L NaCl处理下,相对表达量为对照的5.83倍;叶片中表达高峰出现在300 mmol/L NaCl处理条件下,相对表达量为对照的12.78倍。并且该基因在根和叶片中的表达模式和脯氨酸含量的变化模式相同。上述结果说明,GsP5CS可能参与野生大豆脯氨酸合成。     

植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展

盐碱胁迫是制约植物生长发育的主要非生物胁迫之一,也是制约农作物生产和生态环境建设的严峻问题。研究作物的耐盐碱机理,对开发和有效利用盐碱地有重要的现实意义。许多研究将盐碱胁迫笼统称为盐胁迫,实际上这是两种不同的非生物胁迫,且碱胁迫对植物的伤害要大于盐胁迫。总结性阐述了盐碱胁迫对植物的危害。从生物量、光合作用、离子平衡和膜透性等方面分析了植物对盐碱胁迫的响应机制,并结合最新研究从多角度综述了植物的抗盐碱机理,包括合成渗透调节物质、提高抗氧化酶活性、对离子的选择性吸收及p H平衡和诱导抗盐碱相关基因表达。提出了抗盐碱性的途径,即外源物质的加入、与真菌的协同效应、利用生物技术手段、培育耐盐碱品种和抗性锻炼。最后针对植物适应盐碱逆境方面的研究进行了展望,提出了当前研究需要解决的问题和突破口,旨在为提高植物耐盐碱能力、增加作物产量提供一定的理论依据。     

盐碱胁迫对赤霞珠葡萄幼苗生长及相关生理指标的影响

【目的】了解不同盐分配比和不同浓度梯度复合盐碱胁迫对‘赤霞珠’葡萄（Vitis vinfera ‘Cabernet Sauvignon’）幼苗生长和抗逆生理指标的影响，确认其耐盐碱性范围及其耐盐碱能力。【方法】 以1年生‘赤霞珠’自根苗为试材，用NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3按不同比例混合配置中性盐、弱碱性盐、强碱性盐3组复合盐溶液，每组各设置50、100、150 mmol/L3个浓度梯度，以不做处理的溶液作为对照，于幼苗生长期间进行定期浇灌处理，通过室内盆栽试验来模拟不同类型、不同程度盐碱胁迫，在处理后不同时期测定幼苗生长形态、生理及光合指标。【结果】（1）茎粗和叶面积随盐胁迫浓度增大，呈现先增大后减小的趋势， 而‘赤霞珠’幼苗的株高基本呈现下降趋势。其中，中性、弱碱性、强碱性盐胁迫组间相比，‘赤霞珠’幼苗株高在强碱性盐胁迫组150 mmol/L处理10 d、150 mmol/L处理40 d都较同期中性、弱碱性组相应浓度显著降低；（2）随着盐浓度的增大，SOD活性及MDA含量呈先增大后减小的趋势，而‘赤霞珠’幼苗叶片的POD活性呈现缓慢增加的趋势，强碱性盐胁迫组叶片POD活性在处理30-50d时均高于相同浓度的中性、弱碱性盐胁迫处理组，但随着时间处理延长，到处理60 d后逐渐低于同浓度其他两处理组，其中150 mmol/L浓度表现得更明显。；（3）‘赤霞珠’葡萄幼苗胞间CO2浓度、净光合速率、蒸腾速率随着盐碱浓度的增加主要呈下降趋势，其胞间CO2浓度与净光合速率均为50 mmol/L浓度处理时较高。在同期相同盐浓度处理下，叶片净光合速率在强碱性盐胁迫150 mmol/L浓度处理75 d时显著低于同期中性、弱碱性处理组。（4）在相同浓度条件下，强碱性盐胁迫处理的幼苗株高及最大叶面积都显著低于中性盐和弱碱性盐处理组；叶片SOD活性在50 mmol/L中性盐胁迫处理下较CK显著提高了27%；叶片MDA含量在150 mmol/L强碱性盐胁迫下随着时间延长显著逐渐增加。【结论】‘赤霞珠’幼苗生长在盐碱胁迫下受到一定限制，但其株高、叶面积、胞间CO2浓度、净光合速率、蒸腾速率在50 mmol/L浓度处理下均呈现较好的增长趋势，而其株高及茎粗在强碱性盐胁迫150 mmol/L盐碱溶液处理下均增长最不明显；在一定低浓度浓度范围内50 mmol/L盐碱处理有利于赤霞珠葡萄幼苗生长。     

马铃薯StCIPK11的克隆及响应干旱胁迫分析

明确马铃薯StCIPK11在响应干旱胁迫信号传导中的功能和作用机制,为深入研究StCIPK11响应马铃薯抗旱调控的分子机制提供理论依据。利用同源重组法和人工microRNA技术构建马铃薯StCIPK11过表达载体和干扰表达载体,通过根癌农杆菌介导法分别将其转入马铃薯栽培品种‘大西洋’中。RT-qPCR结果表明,过表达植株StCIPK11的表达量是非转基因植株（NT）的11.59和21.76倍,干扰表达植株StCIPK11干扰程度达到78%。经PEG模拟干旱胁迫,过表达植株叶片中丙二醛含量显著高于NT植株,脯氨酸含量、抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶）活性均低于NT植株;StCIPK11干扰表达植株则表现出相反的趋势。StCIPK11参与了干旱胁迫应答过程,StCIPK11干扰表达可以降低马铃薯植株对水分胁迫的敏感性。     

干旱胁迫下外源水杨酸对野生大豆生理特性的影响

目的:研究不同浓度的水杨酸对10％聚乙二醇(PEG-6000)胁迫下野生大豆生理特性的影响.方法:以野生大豆为试验材料,采用盆栽土培法,研究野生大豆幼苗抗氧化酶活性,渗透调解物质及膜质过氧化变化规律.结果:1.5 mmol/L水杨酸明显提高了PEG胁迫下野生大豆过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD),减轻了膜脂...     

盐碱协同胁迫对向日葵抗氧化酶系统的影响

根据中国东北盐碱土壤特点,将4种盐NaCl、NaHCO3、Na2SO4和Na2CO3按不同比例混合,模拟出25种盐度和pH值各不相同的复杂盐碱条件(盐浓度为50～250 mmol/L,pH值为712～1046),并对向日葵苗进行盐碱混合胁迫处理,研究了向日葵超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)酶等抗氧化酶系统和丙二醛(MDA)的盐碱协同胁迫效应．结果表明, 向日葵抗氧化物酶活性强弱同时与盐度和碱度密切相关,3种抗氧化物酶活性对于盐浓度的反应相似,均为其含量随着盐浓度的升高开始逐渐升高然后下降,而对于pH的影响,不同酶反应结果不同．即随着pH值升高,SOD酶活性和CAT酶活性降低,而POD酶活性反应则是随着pH值升高活性也升高．双向方差分析(ANOVA)结果表明：盐碱效应对于3种酶活力的影响是显著的．其中,盐效应对POD和SOD活性的影响比pH值的影响大,而pH值对CAT活性的影响效应比盐效应大．除SOD外,盐碱效应的交互作用显著 (P<0001)．抗氧化酶系统和MDA含量两者间相关性和逐步回归分析表明,3种酶对MDA的影响效应随其强度不同呈现显著不同．其中SOD是1个主导因子,CAT 处于次位, 而POD的影响不大,甚至可以忽略．     

混合盐碱胁迫对芹菜种子萌发的影响

NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3按不同比例混合,模拟盐度和pH变化规律与天然盐碱地相似的15种盐碱条件,探讨混合盐碱胁迫对芹菜(Apium graveolens)种子萌发的影响.结果表明:芹菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随盐浓度的升高,pH的增大呈下降趋势.芹菜种子的萌发主要受盐浓度的影响,不同盐浓度间的影响差异大;当盐浓度为200 mmol/L时,基本不萌发.     

荻幼苗对复合盐碱胁迫的生理响应

该研究以荻(Miscanthus sacchariflorus)幼苗为材料,模拟中国东北大庆盐碱地的低、中、高浓度盐碱土壤环境,考察不同盐碱处理浓度及其不同处理时间(0~25d)对荻幼苗各项生理指标的影响,以界定荻幼苗的复合盐碱耐受范围,为荻类能源植物的耐盐碱性筛选和在园林中的应用提供理论依据。结果表明:(1)随着复合盐碱胁迫时间的延长和胁迫程度加剧,荻幼苗叶绿素含量不断降低,根活力在低、中浓度处理下随时间不断升高,而在高浓度处理时先降低后上升再降低;同时,幼苗相对电导率和MDA含量则不断升高。(2)随着复合盐碱胁迫时间延长,荻幼苗SOD、POD、CAT、APX、GR活性和ASA、GSH含量一般在低浓度处理时缓慢升高,而高浓度处理时则呈先升高后降低的趋势。研究发现,荻幼苗能够通过调节自身保护酶系统活性和抗氧化物积累,清除体内过多活性氧和自由基,保护细胞结构,有效抵御外界低、中浓度的复合盐碱胁迫,但其对高浓度的复合盐碱胁迫基本没有抵抗能力。     

混合盐碱胁迫对小白菜种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃混合液对小白菜(Brassica chinensis L.)种子进行种子萌发试验,观察小白菜种子在不同浓度盐碱胁迫下的发芽率和发芽指数。结果表明,在混合盐碱胁迫下,小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随pH值增大和盐浓度的升高呈下降趋势,且各萌发指标与盐浓度的相关系数明显大于pH值,可见小白菜种子发芽受盐浓度的影响更大。低浓度(50mmol·L^-1)盐碱胁迫对小白菜种子萌发影响不大,高浓度(200mmol·L^-1)盐碱胁迫下小白菜的种子萌发受到严重影响。     

NaCl胁迫下野生和栽培大豆幼苗体内离子的再转运

采用NaCl根际处理和叶面饲喂^22Na方法,研究了野生大豆(Glycine soja)——耐盐的BB52、盐敏感的N23232和栽培大豆(Glycine max)——较耐盐的Lee68幼苗在盐胁迫及解除过程中对Na^ 、Cl^-的吸收和再转运。结果表明,在NaCl根际处理12h过程中,BB52和Lee68幼苗根对Na^ 、Cl^-吸收和向茎、叶的运输逐渐增加,10h时趋于稳定,Na^ 、Cl^-含量高低顺序是根＞茎＞叶。但N23232的Na^ 、Cl^-含量则是茎＞根＞叶。在用NaCl对根处理10h后再解除NaCl处理的0～36h内,BB52吸收的Na^ 、Cl^-较多地留于根部或转运至根茎过渡区,叶中较少。N23232吸收的Na^ 较多地转运至茎部,而Cl^-含量在幼苗各部分无差异。叶片饲喂^22Na 10h后,BB52吸收^22Na较N23232多,并较多地向根部运输。从离子再转运角度讨论了BB52的耐盐性。     

关于野大豆盐腺问题的探讨

以中国3个省的盐生野大豆(Glycine soja Sieb. et Zucc.)为材料,在沙基培养、溶液培养和大田种植3种种植条件下用不同浓度的盐处理,观测了茎叶表面附着物的形态分布和腺毛的超微结构,测定了叶片腺毛分泌物中和叶片组织内部Na+和Cl-的含量变化,并对腺毛的3个细胞以及表皮细胞和叶肉细胞内的Na+相对含量变化进行了X射线微区分析.结果发现:盐生野大豆茎叶表皮上生长的附着物中只有表皮毛和腺毛,腺毛的形态类似于禾本科植物中的一些盐腺,叶片上的腺毛均生长在叶脉上;腺毛细胞内部结构具有一般盐腺的特点,如有大液泡,稠密的细胞质,大量的线粒体、叶绿体、胞间连丝以及较厚的细胞壁等.通过测定在无盐对照、盐处理和盐处理加盐腺泌盐抑制剂条件下盐生野大豆叶片腺毛分泌物中和叶片组织内部的Na+和Cl-含量,结果显示,盐生野大豆腺毛具有泌盐功能,加入泌盐抑制剂后,其泌盐作用停止;腺毛的3个细胞以及表皮细胞和叶肉细胞内的Na+在不同的盐浓度下的微区定位分析结果表明,盐生野大豆叶片的腺毛细胞有较强的积累Na+的能力.综合分析认为,盐生野生大豆的腺毛就是具有泌盐功能的盐腺,没有发现其他类型的盐腺.     

氯化钠胁迫下野生和栽培大豆幼苗体内的多胺水平变化

以通用的较耐盐的栽培大豆Lee68品种和对盐敏感的野生大豆N23232种群为参照,研究了盐胁迫下耐盐野生大豆BB52种群幼苗体内多胺(PAs)组分、含量及多胺氧化酶(PAO)活性的变化。结果表明,盐胁迫下BB52幼苗根PAs中Put和Spm含量下降较Lee68和N23232显著,但Spd含量下降较少．BB52叶片PAs中Put含量下降,Spd上升,(Spd+Spin)／Put值增加和Put／PAs值降低幅度与耐盐性呈正相关趋势．盐胁迫下,各材料根和叶中PAO活性上升,N23232上升最明显．探讨了多胺水平与BB52耐盐性的关系。     

关于野大豆盐腺问题的探讨

以中国3个省的盐生野大豆(Glycine soja Sieb. et Zucc.)为材料,在沙基培养、溶液培养和大田种植3种种植条件下用不同浓度的盐处理,观测了茎叶表面附着物的形态分布和腺毛的超微结构,测定了叶片腺毛分泌物中和叶片组织内部Na^ 和Cl^-的含量变化,并对腺毛的3个细胞以及表皮细胞和叶肉细胞内的Na^ 相对含量变化进行了X射线微区分析。结果发现：盐生野大豆茎叶表皮上生长的附着物中只有表皮毛和腺毛,腺毛的形态类似于禾本科植物中的一些盐腺,叶片上的腺毛均生长在叶脉上;腺毛细胞内部结构具有一般盐腺的特点,如有大液泡,稠密的细胞质,大量的线粒体、叶绿体、胞间连丝以及较厚的细胞壁等。通过测定在无盐对照、盐处理和盐处理加盐腺泌盐抑制剂条件下盐生野大豆叶片腺毛分泌物中和叶片组织内部的Na^ 和Cl^-含量,结果显示,盐生野大豆腺毛具有泌盐功能,加入泌盐抑制剂后,其泌盐作用停止;腺毛的3个细胞以及表皮细胞和叶肉细胞内的Na^ 在不同的盐浓度下的微区定位分析结果表明,盐生野大豆叶片的腺毛细胞有较强的积累Na^ 的能力。综合分析认为,盐生野生大豆的腺毛就是具有泌盐功能的盐腺,没有发现其他类型的盐腺。     

野生大豆花发育相关基因GsLFY的功能研究

LEAFY/FLORICAULA (LFY/FLO)是植物特有的转录因子家族,在控制花器官的诱导与发育中起着重要的作用,但是与野生大豆花发育相关的LFY/FLO同源基因的研究尚未见报道。本研究从野生大豆中克隆获得1个LFY同源基因,命名为GsLFY,该基因CDS全长1224 bp,包含完整的开放阅读框,编码407个氨基酸。利用实时荧光定量PCR技术对GsLFY在不同组织中的表达情况进行了分析,结果显示GsLFY在根、花以及种子中表达,在茎、叶、茎尖中不表达; 在花发育的四轮不同器官中(萼片、花瓣、心皮和雄蕊)进行实时荧光定量PCR,结果显示GsLFY在花萼和雄蕊中表达,在花瓣和心皮中不表达。酵母单杂交实验结果显示,GsLFY具有转录激活活性。拟南芥原生质体瞬时表达结果表明,GsLFY定位于细胞核中。转GsLFY基因烟草植株开花期比对照提前约29 天,这为通过分子育种的方法获得花期改变的大豆新品种提供了基因资源和理论基础。     

野生大豆种子cDNA文库的构建与分析

为了分离与鉴定野生大豆优良基因,以双高型优质野生大豆的近成熟种子为材料,采用裂解法提取了总RNA;以Oligo（dT）为引物,经SA—PMPS法分离出mRNA,反转录酶催化合成cDNA,并以cDNA第一链为模板在DNA聚合酶Ⅰ的作用下合成cDNA第二链,双链cDNA经加接头等步骤,成功构建了野生大豆cDNA文库。文库的重组率约为93．7％,PCR检测重组克隆的插入片段平均大于1000bp,测序片断大于500bp,表明构建的近成熟种子cDNA文库质量较高,为进一步进行EST测序和全长克隆打下了基础。     

盐胁迫下野大豆种子萌发特性研究

采用不同浓度的NaCl、Na2SO4、Na2CO3及三者的混合盐的胁迫,对野大豆种子的发芽率、发芽势、发芽指数及胚生长的影响进行测定分析.结果表明,随盐溶液浓度的增加,野大豆种子的发芽率、发芽速度、发芽指数均呈下降趋势,而低浓度的Na2SO4（10 ～ 50 mmol/L）,Na2CO3（≤10 mmol/L）促进种子萌发,高浓度的NaCl（＞ 200mmol/L）、Na2SO4 （≥200 mmol/L）、Na2CO3（＞75 mmol/L）抑制种子萌发;胚根和胚轴对不同种类盐胁迫表现出不同的反应.低浓度的盐分促进了胚根和胚轴的生长.     

渤海湾津唐沿海野生大豆(Glycine soja)种群高盐碱胁迫反应

以渤海湾津唐沿海地带895份野生大豆种群在高盐碱(3%)环境下的全生育期鉴定试验,分析不同种群(株系)的生长发育动态以及对盐碱土壤生态适应性的分化。结果表明,出苗阶段存在3种耐盐碱能力类型:耐高盐碱胁迫发芽出苗;耐低盐碱胁迫发芽出苗;盐胁迫不能发芽出苗。在高盐胁迫下营养生长早期阶段种群死亡率最高,中期以后相对降低,成熟期死亡率较低。种群植株形态建成和生殖生长受到高盐胁迫的强烈抑制,表现早期严重而后期较轻。植株和产量性状的受害程度由大到小依次为:单株的地上干物质重、单株产量、种子数、百粒重和收获指数。株系间变异系数从大到小依次为:单株产量、种子数、荚数、收获指数、地上干物质重、百粒重。研究揭示该地域种群内对盐碱土壤有很高的适应性分化,存在高耐盐碱生态型。