中亚滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因的表达特性

根据已发表的几种植物的甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因的同源保守区设计了一对兼并引物,通过RT-PCR方法从中亚滨藜中扩增出BADH基因的近5′端序列,共395bp,与菠菜、山菠菜、甜菜、千穗谷、大麦的BADHcDNA相应片段的同源性较高。以此片段为探针,对中亚滨藜的基因组进行Southern杂交分析,证明该基因可能是单拷贝的。Northern印迹杂交结果表明NaCl250mmol/L处理的植株的BADHmRNA水平比对照植株约高2倍,说明中亚滨藜中BADH基因的表达受盐诱导。     

中亚滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因的表达特性

根据已发表的几种植物的甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因的同源保守区设计了一对兼并引物,通过RT-PCR方法从中亚滨藜中扩增出BADH基因的近5′端序列,共395bp,与菠菜、山菠菜、甜菜、千穗谷、大麦的BADHcDNA相应片段的同源性较高,以此片段为探针,对中亚滨藜的基因组进行Southern杂交分析,证明该基因可能是单拷贝的。Northern印迹杂交结果表明：NaCl250mmol/L处理的植株的BADHmRNA水平比对照植株约高2倍。说明中亚滨藜中BADH基因的表达受盐诱导。     

中亚滨藜盐囊泡形态结构与发育研究

应用石蜡切片技术,通过光学显微镜和扫描电镜研究了中亚滨藜(Atriplex centralasiaticaIljin)盐囊泡的形态结构与发育.结果表明:中亚滨藜的盐囊泡起源于叶原基、茎尖及幼叶处的表皮细胞,细胞质浓厚,它经过平周分裂(不均等分裂)形成泡状细胞和柄细胞,有的柄细胞继续分裂形成2个柄细胞,其结构由1~2个柄细胞和顶端1个膨大的泡状细胞构成,外面包被一层很厚的多层次的角质层.中亚滨藜的耐盐结构———盐囊泡是一种适应性结构,具有进一步研究、应用的价值.     

盐生植物中亚滨藜甜菜碱醛脱氢酶(AcBADH)基因的表达及其启动子的分离

克隆了盐生植物中亚滨藜 (Atriplexcentralasiat icaIljin)甜菜碱醛脱氢酶 (AcBADH)cDNA ,推测的氨基酸序列与其它物种的BADH有较高的同源性。Northern杂交结果表明 ,ABA 1 0 0 μmol L和NaCl40 0mmol L处理 48h后 ,BADH的表达增加 1 0倍左右。通过筛选中亚滨藜基因组文库 ,得到了AcBADH的基因组序列。它全长 7.7kb ,包含 1 5个外显子和 1 .2kb启动子区。除了TATA box和CAAT box以外 ,在AcBADH启动子区还发现了一些与胁迫有关的其它元件 ,如GC motif、EIRE、MRE、WUN motif、ABRE和HSE。     

盐胁迫对三角叶滨藜根选择透性和反射系数的影响

以Hoagland溶液培养的三角叶滨藜幼苗为材料,分别采用电导率法、原子吸收分光光度计法和压力室法测定了不同浓度盐胁迫下三角叶滨藜根的质膜透性、离子吸收和根系反射系数,分析其抗盐特点和机制.结果表明:随着盐胁迫强度的增加,三角叶滨藜根细胞质膜透性增大、根系反射系数减小;盐胁迫导致三角叶滨藜根系对K+的总吸收量减少、对Na+的总吸收量增多,但对Na+的相对吸收量减少、对K+的相对吸收量增加.盐胁迫条件下,三角叶滨藜根系对离子吸收有较强的调节能力;而根系反射系数的减小有利于根系用较小的负压力吸收水分,减小木质部空化的危险.说明三角叶滨藜具有较高的抗盐能力.     

采用RT-PCR扩增方法从犁苞滨藜中扩增NHX基因

采用RT-PCR扩增的方法,从新疆野生植物犁苞滨藜中克隆获得1.7 kb的cDNA片段,测序和序列分析表明该基因片段包含NHX基因完整的读码框架.序列同源性分析结果显示犁苞滨藜NHX基因与滨藜NHX基因同源性高达95%,与碱蓬同源性达到86%,与柑桔同源性为88%,与拟南芥同源性为84%,表明它是植物中高度保守的一种基因,同时说明野生植物犁苞滨藜中也存在与拟南芥相似的植物耐盐相关基因.     

滨藜（Atriplex patens）核糖体失活蛋白基因的克隆和分析

为开发利用新疆野生植物滨藜,采用反转录-多聚酶链式反应(RT-PCR),从滨藜（Atriplex patens）叶中克隆核糖体失活蛋白（ribosome inactivating proteins ,RIPs）基因的完整读码框ORF片段.序列分析表明,该片段大小为843 bp,编码1 条长280个氨基酸肽链, 其中N 端的26个氨基酸是信号肽.滨藜核糖体失活蛋白（ApRIP）属Ⅰ型核糖体失活蛋白.同源性比较分析显示,滨藜RIP与藜科植物藜的核糖体失活蛋白,天花粉蛋白（TCS）和美洲商陆蛋白（PAP）基因序列的同源性分别为82%,41%和55%.氨基酸序列比对和SWISS-MODEL同源模建分析表明,滨藜RIP的3′端氨基酸肽链具有与其它RIP相同的活性中心位点"EAARXKXI".     

钾抑制盐生植物生长的生理基础研究

盐生植物碱蓬中亚滨藜和补血草幼苗用不同浓度ＫＣｌ和等渗的ＮａＣｌ处理,结果表明,１００－５００和１００－４００ｍｍｏｌ／ＬＫＣｌ对它们的有面士重和净光合率产生明显抑制作用,证明Ｋ＾＋可抑制盐生植物生长并与光合速率降低有关。１００－４００ｍｍｏｌ／ＬＫＣｌ降低幼苗Ｎａ＾＋而增大Ｋ＾＋含量,对细胞渗透势和渗透调节能力基本不起作用,证明Ｋ＾＋抑制生长与植物体渗透调节物质Ｎａ＾＋不足以及高浓度的Ｋ＾＋对细     

3种滨藜属牧草苗期叶片解剖结构及生理特性对干旱的响应

通过盆栽控水试验,设置5个干旱胁迫水平,分别为最大田间持水量的80%(CK)、60%(轻度胁迫)、45%(中度胁迫)、30%(重度胁迫)、20%(极重度胁迫),并同步设计充足灌水后自然干旱实验,测定干旱胁迫对3种滨藜属牧草叶片形态解剖结构、叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖含量、质膜相对透性和丙二醛含量等生理生化指标的影响,以明确3种滨藜属牧草的抗旱特性,并探索其抗旱机理。结果表明:(1)3种滨藜属牧草均具有适应旱生环境的典型叶片结构特征,即在干旱胁迫条件下叶片组织结构形态表现为叶片栅栏组织逐渐变薄,而海绵组织在胁迫早期先变薄后增厚的现象,叶肉组织结构紧密度也出现了先降低后增高的规律。(2)随着干旱胁迫的加剧,叶片的可溶性糖含量增加,而其相对含水量减少,3种滨藜属牧草在土壤含水量很低的情况下叶片仍能保持高于52%的相对含水量。(3)在干旱胁迫下,3种滨藜属牧草叶片的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都发生显著变化,细胞膜受到的伤害程度有明显差异。(4)3种滨藜属牧草抗旱能力均较强,在干旱胁迫下其抗旱性综合表现为灰白滨藜变种1灰白滨藜变种2四翅滨藜。     

三角叶滨藜根吸水特点与其抗盐性的关系

采用压力室和冰点渗透压计测定了三角叶滨藜在不同浓度NaCl的根系环境溶液中根木质部的压力势和伤流液的渗透势,并利用原子吸收分光光度计测定了植株和伤流液以及环境溶液中Na 含量。结果表明:随着根环境溶液NaCl浓度的增加,三角叶滨藜植株和木质部伤流液中Na 含量虽呈上升趋势,但根系的过滤系数和体内Na 相对累积量逐渐降低,说明三角叶滨藜根细胞对盐分有很强的过滤作用;木质部伤流液的渗透势随着环境溶液渗透势的降低而降低,但根木质部溶液的水势则逐渐高出根外环境溶液的渗透势;表明三角叶滨藜能够利用较低的木质部负压来抵抗根外溶液的低渗透势而反渗透吸水,并利用根细胞对盐分的过滤作用来避免从环境摄取过量的盐分。     

新疆10种藜科植物叶片和同化枝的旱生和盐生结构的研究

 本文应用扫描电镜和光学显微镜对生长在新疆荒漠地区10种藜科植物中亚滨藜(Atriplex centralasiatica),心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana),驼绒藜(Ceratoides latens),盐节木(Halocnemum strobilaceum),盐穗木(Halostachys caspica),梭梭(Haloxylon ammodendron),圆叶盐爪爪(Kalidium schrenkianum),绒藜(Londesia eriantha),费尔干猪毛菜(Salsola ferganica),浆果猪毛菜(Salsola foliosa)的叶和同化枝进行了形态解剖学研究。结果表明,它们是通过以下结构来适应旱生和盐生环境的：叶片及角质膜厚,气孔器下陷,具表皮毛;栅栏组织发达,多为等面叶;部分植物叶片退化成鳞片状,而由同化枝执行光合功能;多数植物叶片和同化枝内部具有粘液和含晶细胞,贮水组织发达。根据盐分是否排出体外,又划分出聚盐和泌盐植物。在泌盐植物中,盐腺具有单细胞和多细胞及分泌孔类型,并对其聚盐和泌盐机理作了初步探讨。     

梭梭甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及序列分析

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出BADH基因的cDNA序列(命名为HaBADH),其开放阅读框为1 503 bp,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,并含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).其核苷酸序列与藜科几种盐生植物如盐爪爪(Kalidium foliatum)、中亚滨藜(Atriplex centralasiatica)、三角叶滨藜(Atriplex triangularis)、菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)和甜菜(Beta vulgaris)等的相似性均在85%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在87%以上,表明BADH基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定基础.     

硬软蒺藜rDNA-ITS基因序列的测定和比较

用CTAB法提取总DNA,合成位于18 S rDNA和26S rDNA上的两条各20bp的引物,通过PCR扩增ITS的全序列,对PCR产物直接测序,分别获得了硬蒺藜(Tribulus terrestris L.)和软蒺藜(Atriples centralasiatica Iljin)的核糖体RNA基因-rDNA内转录间隔区(ribosomal DNA internal transcribed spacer,rDNA-ITS)的序列643 bp和607bp,其碱基总差异率为36.16%,其中,ITS1的碱基差异率为55.81%;5.8 S的碱基差异率为6.59%;ITS2的碱基差异率为56.77%.这种差异,以及基因序列本身,为硬软蒺藜的区别和种质资源鉴定提供了分子依据.     

盐生植物盐爪爪甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及在盐胁迫下的BADH 基因的表达

根据已发表的几种藜科植物甜菜碱醛脱氢酶(BADH) 基因的同源保守区设计了一对引物, 采用RT-PCR 方法从盐生植物盐爪爪( Kalidium foliatum) 中扩增出BADH 基因的1 个开放阅读框架, 其核苷酸序列长1 503 bp , 推测的氨基酸序列全长为500 个氨基酸残基。核苷酸序列与藜科几种盐生植物如滨藜、碱蓬、菠菜、山菠菜和甜菜等的同源性为81% , 与甜土植物水稻的同源性为69%。氨基酸序列与以上两类植物(盐生植物和甜土植物) 的同源性比对为80% 和71% , 说明BADH 基因在藜科盐生植物中是一种较高保守的基因。BADH 基因编码的多肽在高等植物中行使重要的功能。用不同浓度的NaCl 胁迫处理盐爪爪植株, BADH mRNA 的表达水平比对照植株高, 说明盐爪爪BADH 基因的表达受盐诱导, 间接说明甜菜碱醛脱氢酶催化合成的甜菜碱作为渗透调节的小分子物质, 它的积累与盐胁迫存在紧密关联, 本研究为进一步从生理和分子水平阐明盐爪爪的耐盐机制提供一定的参考。     

Biomass,anatomical changes and osmotic potential in Atriplex nummularia Lindl. cultivated in sodic saline soil under water stress

Atriplex nummularia exhibits excellent adaptability to environments with high salinity and low water availability. Accordingly, many studies have been conducted to identify the tolerance of the plant. We cultivated Atriplex in sodic saline soil under conditions of water stress in Northeast Brazil. The purpose of the study was to evaluate the growth characteristics and production of leaves, stems and roots of Atriplex under these conditions in order to identify anatomical changes in vesicular cells in leaf epidermis as well as to assess the osmotic potential of the soil solution and the leaves. The experiment was performed in a greenhouse where Atriplex was cultivated for 134 days in pots with sodic saline soil. The treatments comprised four moisture levels (35%, 55%, 75% and 95% of field capacity – FC). The height, diameter and dry mass of leaf, stem and root exhibited their highest values at levels of soil moisture that were 75% and 95% of FC. The high yields of dry biomass indicate the potential use of this halophyte for restoration of salt-affected soils. The vesicular cells were influenced by the soil moisture. The osmotic potential can serve as a good index for evaluating plant responses to water stress and salinity.     

Reclamation of highly calcareous saline sodic soil using Atriplex halimus and by-product gypsum

The removal of sodium salts from saline soils by salt tolerant crops, as alternative for costly chemical amendments, has emerged as an efficient low cost technology. Lysimeter experiments were carried out on a highly saline sodic soil (ECe = 65.3 dS m(-1), ESP = 27.4, CEC = 47.9 cmole+ kg(-1), and pH = 7.7) and irrigated with canal water (EC = 2.2 dSm(-1), SAR = 4.8) to investigate reclamation efficiency under four different treatments: control (no crop and no gypsum application) (C), gypsum application equivalent to 100% gypsum requirement (G100), planting sea orach (Atriplex halimus) as phytoremediation crop (Cr), planting sea orach with gypsum application equivalent to 50% gypsum requirement (CrG50). Soil salinity (ECe) and exchangeable sodium percentage (ESP) were significantly reduced compared to the control. Average ESP and ECe (dS m(-1)) in the top layer were 9.1, 5.8 (control), 4.8, 3.7 (Cr), 3.3, 3.9 (CrG50), and 3.8, 3.1 (G100), respectively. Atriplex halimus can be recommended as phytoremediation crop to reclaim highly saline sodic clay loam soils.