野生大豆耐盐性研究进展

野生大豆对于拓宽大豆种质遗传基础和丰富大豆种质基因库具有重要意义.该文从野生大豆的资源概况及优良性状、耐盐机理和利用野生大豆提高栽培大豆耐盐性等三个方面,对近年来国内外有关野生大豆耐盐性的解剖结构、生理基础、分子生物学基础等方面的研究进展进行了系统综述,并提出野生大豆通过茎叶表皮上的"腺体"及对Na+和Cl-的排斥性,实现对盐渍环境的颉颃作用.较强的抗氧化能力、大豆异黄酮代谢和耐盐基因也是其适应盐渍环境的重要原因.今后应对野生大豆耐盐机理的遗传学基础进行深入研究,并通过种群保护以保障野生大豆的发掘鉴定和创新利用.     

野生大豆和栽培大豆光合机构对NaCl胁迫的不同响应

本文以东营野生大豆（Glycine soja Sieb. et Zucc. ZYD 03262）和山东栽培大豆（Glycine max (L.) Merr. 山宁11号）为实验材料,通过研究2种大豆植株和离体叶片对不同浓度NaCl（0,100和200 mM）处理的响应,探讨2种大豆光合机构对NaCl胁迫响应的差异和机理。结果表明：NaCl处理完整植株后,2种大豆植株叶片的光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSII）和叶绿素含量都明显降低,而且生长也均受到抑制。但是,NaCl胁迫对栽培大豆各方面的抑制均显著大于野生大豆;野生大豆叶片中的Na 含量、Na /K 值都显著低于栽培大豆,而野生大豆根中的Na 含量却明显高于栽培大豆。当用100和200 mM NaCl处理2种大豆的离体叶片时,野生大豆的Fv/Fm、ΦPSII、单位面积有活性反应中心的数目（RC/CS）和光化学性能指数（PI）的下降幅度却显著大于栽培大豆;叶片中的Na 含量也显著高于栽培大豆。这些结果表明,实验所用的野生大豆的光合机构并不抗盐。但是,在盐胁迫条件下,野生大豆植株却能够有效地避免过多Na 进入叶片光合组织,以维持光合机构较高的光合活性,这是野生大豆比栽培大豆更抗盐的原因之一。     

栽培大豆和野生大豆耐盐性及离子效应的比较

以国际上常用的耐盐大豆（Glycine max L.)品种Lee68为对照,在发芽期和苗期两个阶段,利用发芽指数、指害指数和耐盐系数等指标对一年生具盐腺野生大豆（Glycine soja L.)和部分栽培大豆（Glycine max L.)及某些野生大豆品系或品种的耐盐性进行了比较,讨论了耐盐指标的可行性。从离子效应方面比较了Na^ 和Cl^-对大豆发芽率的影响,并对具盐腺野生大豆的耐盐机理进行了初步分析。结果表明,大豆品种的耐盐性在发芽期和苗期无一致相关性。轻度等渗胁迫下,Na^ 对种子发芽率的抑制作用大于Cl^-,而重度等渗胁迫下则相反。通过减少由根系吸收的Na^ 、Cl^-向叶片的运输,维持叶片中较高含量的K^ ,减轻盐离子毒害,可能是具盐腺野生大事耐盐的主要生理机制之一。     

新考察收集野生大豆与已保存野生大豆的遗传多样性比较

本研究以65份东北地区新收集野生大豆资源以及与其来源相同的已经编目保存的资源为实验材料,利用60对SSR引物进行遗传分析。分析结果表明新收集材料在22个位点的遗传多样性指数都高于以前收集的资源,有62个等位变异是新收集材料所特有。新收集材料与其它资源间的平均遗传相似系数为0．1918。说明新收集的材料使得野生大豆的遗传多样性水平得到提高,对野生大豆进行补充考察和收集是有价值的。     

野生大豆光温反应规律的研究

野生大豆（G .Soja）是栽培大豆的近缘祖光种,利用中国野生大豆分布的广泛性,为我们了解和认识大豆在自然界中光温反应的规律提供了条件。通过对29个纬度区自然生长的野生大豆主要生育阶段光温反应特点的了解,明确了不同纬度区野生大豆在自然环境中出苗温度是13.1～14.7℃,开花期温度是20.5～26.5℃,成熟期温度是10～19℃;初花期临界光照时数是13h15min至16h40min之间。出苗越早的低纬度区野生大豆开花和成熟期越晚,而出苗越晚的高纬度区野生大豆开化和成熟期越早。     

野生大豆种子雨的研究

对野生大豆种子雨的时空动态及其与外界天气情况关系的初步研究表明,在野生大豆整个种子雨的历程中,出现3个较为明显的炸荚和种子散落的高峰,并且峰的出现与天气晴朗(相对湿度)相关,而与气温相关性不大.野生大豆种子雨的空间分布格局主要是野生大豆种子炸荚的自身习性(炸荚弹力)和荚本身在植株上的空间分布有关,而与风向(风力≤7级)关系不大.     

野生大豆种子雨的研究

对野生大豆种子雨的时空动态及其与外界天气情况关系的初步研究表明,在野 生大豆整个种子雨的历程中,出现３个较为明显的炸荚和种子散落的高峰,并且峰的出现 与天气晴朗（相对湿度）相关,而与气温相关性不大．野生大豆种子雨的空间分布格局主要 是野生大豆种子炸荚的自身习性（炸荚弹力）和荚本身在植株上的空间分布有关,而与风 向（风力≤７级）关系不大．     

我国的野生大豆

野生大豆种子的蛋白质含量极高。近十年来对其多方面研究证明,它具有很高的育种利用价值,是我国极重要的蛋白基因资源。本文概要介绍我国野生大豆的分布、种类及特征、特性等基本情况。     

野生大豆基因文库的构建

以氯化铯密度梯度离心法纯化噬菌体λEMBL4,将纯化的EMBL4 DNA用BamH1/SalI双酶切制成载体。用CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法提取野生大豆(种名待定)大分子DNA,Sau3A部分酶解,从琼脂糖凝胶中回收10—22kb“目的”DNA片段,与载体连接,体外包装成重组噬菌体。所得重组子值为8×10(?)pfu(噬菌斑形成单位),达到了构建野生大豆基因文库要求的理论值。以栽培大豆7S贮藏蛋白a′-cDNA作探针,用噬菌斑原位杂交法从文库中筛选出一个阳性克隆。     

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。     

Isozymatic Differentiation in Local Population of Glycine soja Sieb. & Zucc.

The biochemical genetic structure and variation among local population of Glycine soja Sieb. & Zucc. were investigated based on isozyme analysis using the techniques of polyacrylamide gel electrophoresis. The isoenzyme zymography of 6 enzymes viz malate dehydrogenase (MDH), peroxidase (PER), adenosine triphosphatase (ATPase), amylase (AMY), esterase (EST) and isocitric dehydrogenase (IDH) of 14 culture seedlings were respectively compared. Isozymatic analysis revealed high genetic variation in the population of G. soja. MDH, PER, ATPase, AMY are polymorphic. ATPase has the highest polymorphic index (PI=O. 1582). EST and IDH are monomorphic for all populations. The average population heterozygosity (He) was 0. 3141, and the average genetic distance (Da) among the 14 samples is 0. 1512. Cluster analysis and canonical analysis showed no correlation existed between the population's biochemical genetic structure and its environment. It was concluded that mutation could be the major cause of the high enzymatic polymorphism in population; and the mechanism that keeps the polymorphism could be random drift sampling strategy for conservation of crop genetic resources was also put forward.     

耐盐野生大豆(Glycine soja)的光周期效应

以原产山东东营的耐盐野生大豆为材料 ,观察了不同日长和不同光周期数处理对植株开花时间、数量、结荚率、鼓粒率以及生长和光合速率的影响 :(1)短日照处理促进野生大豆开花 ,其开花临界日长是 13h ;(2 )在 8h日长处理条件下野生大豆开花所需最小光周期数是 10个 ,且随着处理光周期数的增加 ,促进开花和开花后发育的效应有逐步增强的趋势 ,不足的光周期数处理可以引起成花逆转现象 ;(3)经短日处理的野生大豆植株生长减慢、光合速率降低 ,且随着日长缩短 ,生长和光合速率的下降程度增加     

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.     

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。     

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。     

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。