红树植物耐盐机理研究进展

从形态、生理生化和分子水平综述了红树植物的耐盐机理。红树植物具有盐腺、叶片肉质化等形态特征,通过离子选择性积累、盐分区域化、泌盐和拒盐等机制降低体内的盐分浓度,积累或合成渗透调节物质（主要是松醇和甘露醇）来维持渗透平衡,增强抗氧化系统以清除活性氧。在分子水平上,红树植物的耐盐能力与参与合成渗透调节物质关键酶和抗氧化酶等基因的表达相关。     

果聚糖蔗糖转移酶基因的克隆及耐盐转基因烟草的培育

用PCR方法克隆了枯草杆菌(Bacillus subtilis)果聚糖蔗糖转移酶基因(SacB),将其与克隆自酵母(Saccharomyces cerevisiae)的羧肽酶A的液泡引导信号序列连接得到嵌合基因。测序验证后．插入含NPTⅡ基因的植物双元表达载体pBin438中,经农杆菌介导转化烟草。部分经卡那霉索筛选的抗性芽能在含1％NaCl的Ms培养基上正常生根,而未转化芽不能生根或根生长缓慢。转基因小苗移入盛蛭石的花盆并浇灌含1％NaCl的hoagland＇s营养液,17d后,其中一些转基因烟草植株生长良好,而未转化苗出现明显萎蔫。PR扩增及Nonhem分析证实SacB基因已导入转基因植株并得到转录。此结果表明SacB基因的植物基因工程可提高烟草植株的耐盐性。     

耐盐转基因植物研究进展

高盐是限制作物生长、发育和产量的最严重的非生物胁迫之一。长期以来,改善作物的耐盐性一直是一个伟大的目标。然而,由于耐盐反应是一个极为复杂的过程,过去,通过传统的育种和遗传工程取得的成功有限。近十年来,由于分子生物学的发展,发现了一些与耐盐相关的新基因,对于这些基因的表达方式及其在耐盐反应中的作用已逐步得到了解,这为转基因工程提供了新的材料。通过控制耐盐相关基因在植物体内的表达,已获得了一些提高耐盐性的转基因植物,展示了诱人的前景,但该领域研究仍然存在许多困难和问题,文章重点讨论耐盐转基因植物的进展。     

三种泌盐红树植物对盐胁迫的耐受性比较

在盐度 0、5、15、2 5和 35 (% )下种植泌盐红树植物老鼠 (Acanthus ilicifolius)、桐花树 (Aegiceras corniculatum)和白骨壤(Avicennia marina)的繁殖体 ,以繁殖体萌发、幼苗生长、叶片泌盐量、叶片组织液盐含量和蒸腾蒸发量为指标 ,比较其对盐胁迫的耐受性。盐度提高对胎生种类桐花树和白骨壤的萌根速率无显著影响 ,但高盐度明显抑制非胎生种类老鼠的萌根。白骨壤的萌苗率不受盐度影响 ,但 2 5以上的盐度导致桐花树和老鼠的萌苗率下降。在盐度范围 5～ 35内 ,白骨壤幼苗的茎高生长随盐度的增加而减少 ,但减少量比桐花树小 ,而老鼠的减少量最大。老鼠因盐度提高而导致的叶片长度的减少量最大。在盐度提高的情况下 3种植物均具有泌盐量增加的效应 ,在任一盐度下泌盐能力的顺序均为白骨壤 >桐花树 >老鼠。淡水培养时 ,3种红树植物的叶片组织液盐含量 (约 2 % )均高于环境盐度 0。在盐度范围 5～ 35内 ,白骨壤的叶片组织液盐含量维持在较稳定的水平 (4 .3%～ 5 .0 % ) ,桐花树的变化范围为 2 .4 %～ 4 .5 % ,老鼠 2 .3%～ 5 .3%。淡水培养时 ,3种植物的蒸腾蒸发量类似 ,但盐性条件下白骨壤的蒸腾蒸发量显著高于桐花树和老鼠。随着盐度的增加 ,老鼠的蒸腾蒸发量下降最多。这些结果均表     

豇豆胰蛋白酶抑制剂基因的克隆

利用RT-PCR的方法,从豇豆种子,子叶及成熟叶片中分别提取RNA,反转录后以该基因两端的保守序列为引物进行PCR扩增,PCR产物与pUCm-T载体连接进行克隆,蓝白筛选重组子,经测序,其核苷酸同源性高达100%,蛋白质同源性达91%。本试验同时对该基因的表达时期差异进行了大致检测。结果是种子的表达量最高,子叶其次,成熟叶中最低。     

利用mRNA差别显示技术分离盐胁迫下红树植物白骨壤耐盐相关cDNA

从福建龙海红树林自然保护区采集白骨壤的隐胎生果实 ,在实验室分别置于 0‰盐度海水和 50‰盐度海水进行沙培。分别取叶片 ,提取纯化RNA。通过锚定引物OligodT₁₂ GC反转录和 8个 10核苷酸随机引物进行PCR扩增 ,经 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后发现了 3个差异DNA片段只在高盐培养条件的白骨壤基因组中表达 ,而在无盐培养条件中没有出现。这 3个差异cDNA片段分别命名为csrg1(600bp)、csrg2(550bp)、csrg3(480bp)。3个差异cDNA片段的RNA杂交结果显示 ,只有csrg1片段存在明显差异 高盐中有杂交斑点 ,无盐中无杂交斑点 ;而其余 2个片段在高盐和无盐条件下都没有杂交斑点出现。从而表明csrg1就是耐盐相关cDNA。进一步将csrg1片段克隆 ,并进行DNA序列分析。全序列在GenBank中查询后 ,未发现相关同源片段。耐盐相关cDNA片段的获得 ,将为分离全长耐盐基因 ,搞清该基因表达调控的机理提供条件.     

水稻苗期耐盐突变体的遗传分析及基因定位

在籼稻品种R401辐射诱变的M2群体中筛选到一个苗期耐盐突变体, 在150 mmol/L的NaCl溶液处理下对照植株枯萎死亡, 而突变体植株依然存活。以粳稻品种Nipponbare(不耐盐)和耐盐突变体作亲本, 构建了一个F2群体, 调查该群体在150 mmol/L的NaCl溶液胁迫下的表现, 发现Nipponbare和耐盐突变体苗期耐盐性的差异受单个主基因控制, 耐盐为隐性, 将该基因暂时命名为SST(t)。利用该F2群体, 采用集团分离分析(Bulked segregant analysis, BSA)法将SST(t)定位在第6染色体上, 进一步对F2群体中137个典型的耐盐单株的分子标记进行分析, 将该基因定位在InDel标记ID26847和ID27253之间, 约2.3 cM (或406 kb)的区间内, 与两标记分别相距1.2 cM和1.1 cM。     

HAL1基因转化番茄及耐盐转基因番茄的鉴定

采用PCR方法 ,从啤酒酵母中扩增得到可调节植物细胞离子均衡的HAL1基因 ,克隆后序列分析表明 :其开放读码框全长 879bp ,编码一个 294个氨基酸的多肽 (分子量32kD)。构建含HAL1和NptⅡ嵌合基因的植物表达框架pRH ,三亲杂交后经农杆菌介导的叶圆盘法转化番茄 (中蔬 5号 ) ,在含卡那霉素的培养基上进行转化体的筛选。转基因番茄的PCR、Southern杂交、RT PCR检测以及鲜重、干重和Na⁺ 、K⁺ 含量的测定表明 :HAL1基因确已整合到一些转基因番茄的基因组中 ;且转基因植株的耐盐性提高。     

红树DNA导入茄子获得耐盐性后代的研究

将海滩耐盐植物红树DNA经花粉管通道导入茄子,其后代在海滩试种,用海水直接浇灌,筛选出耐盐性转化株,约90％能开花结果,完成生长周期,并对其在盐胁迫下的生长情况,蒸腾速率,光合速率,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活以及叶片气孔的电镜观察等进行了研究,实验结果表明,通过花粉管道通导入红树DNA培育的茄子,其耐盐能力明显增强。     

60份豇豆品种资源的耐盐能力评判

运用《豇豆基因型耐盐能力技术鉴定方法》(专利号ZL200810048423.5),对60份豇豆品种的耐盐能力进行了鉴定评判。试验材料经苗期培养和盐胁迫处理后,分别测定处理组和对照组的植株叶片叶绿素含量、过氧化氢酶活性、可溶性蛋白质含量、细胞伤害率以及单株鲜重等指标并计算其SRI值,运用专利技术的预测模型,得出各品种耐盐综合评价值(D值)。依据评判标准,紫魁、玉农农家宝特优、抗病芦花等11个品种的综合评价值D≥0.68,归为盐耐受型品种;之豇14、白皮、矮紫尾青等8个品种的综合评价值D≤0.48,归为盐敏感型品种;其余41个品种的D值介于0.48~0.68之间,属于中度耐盐品种。本研究结果扩大了豇豆种质耐盐能力鉴定评判份数,丰富了耐盐种质鉴定信息。     

红树植物秋茄中受盐胁迫抑制的cyclophilin基因的鉴定与表达分析

利用代表性差异分析方法获得秋茄中两个编码亲环素(cyclophilin)蛋白的cDNA片段(称为SRGKC2和SRGKC3),该片段大小分别为282bp和160bp;序列分析表明：SRGKC2和SRGKC3是同一基因区域的不同长度片段,SRGKC3是SRGKC2片段的一部分。SRGKC2在84个氨基酸范围内与大戟属cyclophilin蛋白的氨基酸序列的一致性达到90％,SRGKC3在47个氨基酸范围内与蚕豆cyclophilin蛋白的一致性达到93％。Northern分析表明：盐分抑制SRGKC2片段的表达。依赖SRGKC2片段的序列资料,利用cDNA快速末端扩增(RACE)技术获取秋茄中cyclophilin基因的全长cDNA片段(命名为KCCYP1)(GenBank登录号：AY150052)。该cDNA全长约为0．9kb,含有一个516个核苷酸的完整开放阅读框,编码172个氨基酸,等电点为8．57,分子量18．2KDa。42—49位氨基酸残基为推测的ATP／GTP结合位点A基序(P—loop),48—54位氨基酸残基是插入的7个氨基酸残基。文中还对SRGKC2在不同种中的表达状况进行了分析。     

大肠杆菌gutD基因转入玉米及耐盐转基因植株的获得

将大肠杆菌糖醇代谢关键基因——— 6 磷酸山梨醇脱氢酶 ( gutD)基因转入玉米 .Southern和Western吸印杂交的结果证明了外源基因的整合和表达 .用气相色谱法在转基因玉米中检测到山梨醇的合成和积累 .营养液盆栽试验的初步结果表明 ,转基因玉米植株的耐盐性明显高于对照     

红树DNA导入茄子获得耐盐性后代的研究

将海滩耐盐植物红树DNA经花粉管通道导入茄子,其后代在海滩试种,用海水直接浇灌,筛选出耐盐性转化株,约90%能开花结果,完成生长周期,并对其在盐胁迫下的生长情况、蒸腾速率、光合速率、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶酶活以及叶片气孔的电镜观察等进行了研究。实验结果表明,通过花粉管通道导入红树DNA培育的茄子,其耐盐能力明显增强 。     

转豇豆胰蛋白酶抑制剂基因抗虫基蓝植株的获得

利用根癌农杆菌介导,将豇豆胰蛋白酶抑制剂（ＣｐＴＩ）基因导入甘蓝栽培品种“京丰”和“迎春”,并分别获得了转基因再生植株。对ＮＰＴⅡ的ＥＬＩＳＡ检测表明,标记基因ＮＰＴⅡ已在再生植株中得到有效表达。对转化植株进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分子杂交实验进一步证明ＣｐＴＩ基因已整合到甘蓝的基因组。实验室内的叶片离体饲虫及盆栽饲虫试验表明,转基因甘蓝对菜青虫具有一定抗性。实验中还观察到,采用愈伤组织分化途     

大豆耐盐机理及相关基因分子标记

大豆耐盐涉及多种生理代谢途径.耐盐大豆能够通过Cl-排除、控制Na 的吸收和转运、合成渗透调节物质、改变细胞膜膜脂组分及相关酶类的活性等多种形式来适应盐胁迫;野生大豆群体具有盐腺,从形态结构上适应盐逆境;大豆-根瘤菌共生体在盐胁迫下通过互作来提高整体的耐盐性.分子生物学技术应用于大豆耐盐研究,已获得了一些与耐盐相关基因连锁的分子标记.广泛搜集筛选大豆栽培种和野生种资源,利用分子生物学技术和基因工程提高大豆耐盐性,将成为未来大豆耐盐研究的主要内容.     

大豆耐盐机理及相关基因分子标记

大豆耐盐涉及多种生理代谢途径。耐盐大豆能够通过Cl-排除、控制Na+的吸收和转运、合成渗透调节物质、改变细胞膜膜脂组分及相关酶类的活性等多种形式来适应盐胁迫;野生大豆群体具有盐腺,从形态结构上适应盐逆境;大豆-根瘤菌共生体在盐胁迫下通过互作来提高整体的耐盐性。分子生物学技术应用于大豆耐盐研究,已获得了一些与耐盐相关基因连锁的分子标记。广泛搜集筛选大豆栽培种和野生种资源,利用分子生物学技术和基因工程提高大豆耐盐性,将成为未来大豆耐盐研究的主要内容。     

豇豆胰蛋白酶抑制剂基因转化芥菜及抗虫鉴定

用农杆菌介导将豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CpTI)基因导入芥菜 ,获得了Kan抗性植株 .经PCR扩增、PCR Southern印迹和Northern印迹分析 ,转化再生植株大部分呈阳性 ,而非转化的再生植株均为阴性 ,证明CpTI基因已存在于芥菜基因组中 .在室内进行了喂虫试验 ,结果表明转基因芥菜抗虫性明显高于对照 ,转基因植株之间存在抗虫性差异     

棉花耐盐相关种质资源遗传多样性分析

为了解我国棉花耐盐相关种质资源的遗传变异,利用88对SSR引物对23份棉花耐盐材料和24份盐敏感材料进行遗传多样性分析。88个SSR位点在47份材料中共检测出338个等位基因变异,平均每个位点有3.841个;其中耐盐材料中检测出333个,盐敏感材料中检测出312个。耐盐材料的位点多态信息含量(PIC)、每个位点的有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H′)分别为0.613、2.929和1.083,盐敏感材料的PIC、Ne、H′分别为0.605、2.883和1.071。耐盐材料和盐敏感材料的Jaccard相似性系数分别在0.530–0.979和0.525–0.878之间,遗传相似性系数总体平均值接近,但耐盐材料的变化幅度更大。用类平均法(UPGMA)聚类将47份材料分成3个类群。总体而言,大多数材料之间的遗传相似性系数较高,表明我国陆地棉耐盐相关种质资源遗传基础狭窄。本结果为棉花耐盐育种中亲本的选配和优势组合的预测以及耐盐资源的合理利用等提供了基础资料。     

利用红树的耐盐因子培育出耐盐性烟草

<日经生物技术>1999年8月2日号第13页报道:东京农工大学生命工学科教授小关良宏研究小组利用他们独自从在海底生长的热带植物之一红树中克隆出的耐盐性强化因子,成功地培育出耐盐性烟草.