盐地碱蓬基因工程研究进展

盐地碱蓬(Suaeda salsa)是一种典型的抗逆性强的真盐生植物,且营养丰富、含有多种功能 成分,蕴涵着巨大的生态、经济和社会效益,特别是在植物耐盐基因工程的研究利用方面更显示 出了广阔的应用前景和巨大的利用价值,因而近年来日益为人们所重视。目前对盐地碱蓬抗逆 特别是抗盐机制的研究已从生理水平深入到了生化及分子水平,并由此带动了其耐盐基因工程 的研究;另一方面,对其保健和药用功效的研究也取得了一定进展。以盐地碱蓬抗盐机制及其基 因工程研究为重点对以上方面的成果进行了综述。     

盐地碱蓬的化学成分研究

采用硅胶、聚酰胺、Sephadex LH-20等色谱方法从盐地碱蓬乙醇提取液中分离得到6个化合物,分别鉴定为β-谷甾醇(1)、胡萝卜苷(2)、没食子酸(3)、槲皮素(4)、槲皮素-3-O--β-D-吡喃葡萄糖苷(5)和苯甲醇-β-D-吡喃糖苷(6).以上化合物均为首次从碱蓬属植物中分离得到.     

盐地碱蓬耐盐相关基因克隆研究进展

盐地碱蓬是一种生长于盐碱地和海滨沙滩的盐生植物,富含氨基酸、维生素、矿物质等,极具开发价值。由于其具有很强的耐盐性,人们日益重视其耐盐机理的研究。目前对其耐盐机理的研究已经进入到耐盐基因的克隆、结构分析、功能研究等方面。综述了近年来盐地碱蓬与耐盐相关的基因克隆、结构及功能分析等方面的研究进展。     

盐地碱蓬内生中度嗜盐菌

植物内生菌已经成为我国微生物领域研究的热点之一[1],对植物内生细菌的研究不仅丰富了内生菌的生理类群及数量,而且探索了内生菌与植物的相互关系;同时也发现了一些新分类地位的菌株。目前,关于植物内生极端微生物的研究较少,本刊2010年第2期刊登了崔春晓、夏志洁等发表的文章"盐地碱蓬内生中度嗜盐菌的分离与系统发育多样性分析"[2],作者根据盐地碱蓬内生境高盐的特点,从中不仅     

真盐生植物盐地碱蓬资源特征与利用开发研究进展

盐地碱蓬为藜科碱蓬属一年生真盐生植物,能适应特殊的盐碱生境,具有典型的摄盐性和集积特征及种子二型性.本研究简要介绍了盐地碱蓬的生物学特性,重点概述了盐地碱蓬在盐碱地、重金属污染、石油污染、水体污染等生态价值,系统地综述了在食用蔬菜、黄酮类和多糖类、食用油和生物柴油、色素、膳食纤维、植物盐和植物碱、新型饲料和饲料添加剂、...     

盐地碱蓬化学成分及其开发利用的研究进展

综述了盐地碱蓬的化学成分、药理作用及开发利用等方面的研究进展,并提出了在以后的化学研究中应该重点关注的一些问题。     

盐生植物盐地碱蓬酪氨酸酶的酶学特性

酪氨酸酶是植物甜菜素生物合成的限速酶,但是,其酶学特性尚不了解。以黑暗培养3d的盐地碱蓬幼苗为材料,采用NaF抽提、饱和硫酸铵沉淀法提取盐地碱蓬中的酪氨酸酶,以研究其酶学特性。结果表明,酪氨酸酶氧化活性的最适温度为35℃,最适pH值为6.6,最适条件下Km=1.09mmol·L-1,Vmax=71.43μmol·g-1（FW）·min-1;酪氨酸酶羟化活性的最适温度为40℃,最适pH值为6.6,最适条件下Km=3.16mmol·L-1,Vmax=0.645μmol·g-1（FW）·min-1。Na2S2O3是盐地碱蓬酪氨酸酶的强效抑制剂,0.05mol·L-1Na2S2O3几乎完全抑制酪氨酸酶氧化及羟化活性。而0.01mmol·L-1的Cu2＋可以显著激活酪氨酸酶的氧化及羟化活性,分别为对照的126%和128.2%。这些结果表明盐地碱蓬中酪氨酸酶的羟化活性是影响甜菜红素合成速率的关键,也为深入研究盐地碱蓬酪氨酸酶在甜菜素合成中的作用及其与环境之间的关系奠定了基础。     

盐地碱蓬的生态生物学特性及栽培技术

盐地碱蓬(Ｓｕａｅｄａｓａｌｓａ(Ｌ.)Ｐａｌｌ.)又名黄须菜,碱葱,藜科植物。它味鲜色美,现在人们在饮食上趋向回归自然,作为无污染的绿色食品的野菜,正倍受青睐。我们将几年来对盐地碱蓬选育、驯化、栽培的技术作一个总结,以便为研究发展滩涂生态农业和产品的深度开发提供一些参考。1　盐地碱蓬的用途　　盐地碱蓬全株均含有丰富的钾盐,其中以含碳酸钾最高,从其植株中提取出的碳酸钾可广泛应用于印染、玻璃、制药、化学工业。鲜嫩茎叶的蛋白质含量占干物质的40%,与大豆相当;100ｇ鲜梢部分含胡萝卜素1.75ｍｇ,维生素Ｂ20.10ｍｇ,维生素Ｃ78…     

不同盐处理对盐地碱蓬幼苗肉质化的影响

用不同的钠盐和含Cl-的盐处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗后,测定不同器官的肉质化及相关生理指标,结果表明:NaF处理明显抑制盐地碱蓬幼苗的生长;NaCl处理下生长最好,其中叶片的肉质化程度显著高于对照,正在伸展茎次之,而根则不明显;其次是NaHCO3,肉质化程度也明显高于对照;CaCl2和KCl处理下肉质化程度都与对照相似;MgCl2处理下叶片的肉质化程度明显低于对照.这些结果表明,NaCl处理明显促进盐地碱蓬肉质化是Na 和Cl-两种离子作用的结果,而Na 起主导作用;在这个过程中,HCO3-有一定的作用,Mg2 抑制肉质化.     

不同生境盐地碱蓬出苗及幼苗抗盐性比较

研究了盐胁迫对不同生境盐地碱蓬出苗、幼苗生长、离子积累和荧光参数等的影响.盐地碱蓬种子具有二型性,即外种皮柔软而半透明的棕色种子和外种皮坚硬的黑色种子.两种生境盐地碱蓬棕色种子的出苗率均明显高于黑色种子.与黑色种子相比,潮间带生境盐地碱蓬棕色种子在高盐环境下的出苗速率和出苗率高于盐碱地生境盐地碱蓬.各处理盐分浓度下,潮间带生境盐地碱蓬叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和地上部分生物量均低于盐碱地生境盐地碱蓬.高盐浓度下,潮间带生境盐地碱蓬叶片Na+和Cl-含量低于盐碱地生境盐地碱蓬.这些特征可能是盐地碱蓬长期适应不同生境的结果.     

不同盐处理对盐地碱蓬幼苗肉质化的影响

用不同的钠盐和含Cl- 的盐处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗后, 测定不同器官的肉质化及相关生理指标,结果表明：NaF处理明显抑制盐地碱蓬幼苗的生长;NaCl处理下生长最好,其中叶片的肉质化程度显著高于对照,正在伸展茎次之,而根则不明显;其次是NaHCO3,肉质化程度也明显高于对照;CaCl2和KCl处理下肉质化程度都与对照相似;MgCl2处理下叶片的肉质化程度明显低于对照。这些结果表明,NaCl处理明显促进盐地碱蓬肉质化是Na+和Cl-两种离子作用的结果,而Na+起主导作用;在这个过程中,HCO3-有一定的作用,Mg2+抑制肉质化。     

盐地碱蓬幼嫩花序的组织培养及植株再生

选用盐地碱蓬(Suaedasalsa)幼嫩花序为外植体,建立了快速而高效的离体培养体系。在附加1.0mg.L-16-BA和0.4mg.L-1IAA的MS培养基上培养25天可诱导出不定芽,诱导频率达到82.1%;不定芽在此培养基上可快速扩增和长期继代培养。不定芽转至MS培养基中培养2￣3周生根形成完整植株。     

不同生境盐地碱蓬对氮饥饿的响应

为了探讨不同生境盐地碱蓬对低氮生境的适应机制,测定了盐渍环境下(200 mmol/L Na Cl)不同浓度硝态氮(0.3、5 mmol/L NO~-_3-N)预处理两种生境盐地碱蓬经氮饥饿后的NO~-_3含量、硝酸还原酶(NR)活性、光合特性及生长状况。结果表明,0.3和5 mmol/L NO~-_3-N处理以及进行氮饥饿时,潮间带生境盐地碱蓬叶片NO~-_3含量均高于内陆生境盐地碱蓬。与内陆生境盐地碱蓬相比,氮饥饿后,潮间带生境盐地碱蓬叶绿素含量、NR活性和光合放氧速率下降幅度均小于内陆生境盐地碱蓬,在0.3mmol/L NO~-_3-N预处理进行氮饥饿时趋势更加明显。0.3 mmol/L NO~-_3-N预处理后氮饥饿对潮间带生境盐地碱蓬根冠比没有影响,却降低内陆生境盐地碱蓬根冠比。上述结果表明,低氮条件下潮间带生境盐地碱蓬具有较高的NO~-_3储存能力,在环境持续氮素缺乏时具有较高的NO~-_3-N再利用能力,能更好地维持氮代谢以及光合性能。说明潮间带生境盐地碱蓬能更好地适应低氮生境。     

盐地碱蓬DREB同源基因SsDREB的功能研究

Ss DREB是从盐地碱蓬克隆获得的一个DREB2类转录因子,其表达受高盐和干旱诱导,而对ABA和低温处理反应不明显。本研究将Ss DREB与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建融合表达载体并在洋葱表皮细胞中进行瞬时表达,结果表明SsDREB编码蛋白定位在细胞核中;酵母转录激活实验证明,Ss DREB能特异性结合DRE顺式作用元件,并激活下游报告基因的表达;采用农杆菌介导法将Ss DREB基因在35S启动子的驱动下转入烟草中,获得的转基因植株对干旱和盐胁迫抗性均显著提高;为研究Ss DREB过量表达提高转基因烟草抗旱、耐盐能力的分子机制,选取烟草中与提高质膜稳定性、消除活性氧和渗透平衡相关的8个逆境胁迫相关基因,以烟草α-tublin基因做为内参,利用半定量RT-PCR方法分析在正常生长条件下这8个基因在转基因烟草和对照烟草中的表达情况,实验结果表明这8个基因都受外源Ss DREB基因的调控,其中6个基因在转基因烟草中的表达量显著高于非转基因植株。     

超声波辅助提取盐地碱蓬红色素的工艺研究

为了探讨超声波对盐地碱蓬红色素提取效果的影响,为进一步提取纯化盐地碱蓬红色素提供一定的理论依据,通过单因素和正交实验,研究了不同提取时间、温度、液固比和功率下超声波辅助对盐地碱蓬红色素提取的影响.结果表明:各因素对红色素提取效果的影响程度依次为液田比>温度>功率>时间;最佳提取工艺条件为提取时间50 min,提取温度50℃,液固比15 mL/g,超声功率800 W.超声波对盐地碱蓬红色素的提取具有一定的促进作用.     

盐地碱蓬幼嫩花序的组织培养及植株再生

选用盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼嫩花序为外植体, 建立了快速而高效的离体培养体系。在附加1.0mg.L-16-BA和0.4 mg.L-1 IAA的MS培养基上培养25天可诱导出不定芽, 诱导频率达到82.1%; 不定芽在此培养基上可快速扩增和长期继代培养。不定芽转至MS培养基中培养2~3周生根形成完整植株。     

辽河口盐地碱蓬湿地景观破碎化及驱动机制

湿地景观破碎化的加剧严重影响了湿地生物多样性保护和湿地生态系统服务功能的维持,本研究以辽河口盐地碱蓬(Suaeda salsa)湿地为研究对象,基于GIS平台构建1985—2019年间湿地景观数据库,定量分析湿地景观破碎化特征及其驱动因素。结果表明:1985—2019年间,辽河口盐地碱蓬湿地呈退化趋势,具体表现为湿地面积萎缩,湿地景观破碎化加剧。盐地碱蓬湿地面积在1988年达到最大值4158.81 hm~2,景观聚集度较高,此后,湿地景观破碎度出现先增大后减小再增大的波动变化,2003年和2019年盐地碱蓬湿地景观破碎化最为严重,破碎度分别达到5.90和7.89;影响辽河口盐地碱蓬湿地景观破碎化主要驱动因素为人为开发活动和水文过程;景观破碎化的整体上升趋势与道路修建、农田开发、水产养殖、径流量和输沙量有较好的空间对应关系,道路修建、农田开发和水产养殖面积的增加以及年径流量的减少是导致盐地碱蓬湿地景观破碎化的主导因素。     

盐地碱蓬内生中度嗜盐菌的分离与系统发育多样性分析

为了了解东营滨海盐地碱蓬植株内生中度嗜盐菌的多样性,采用传统分离鉴定技术和基于16S rRNA序列分析对样品中可培养细菌的多样性进行研究。根据其生理生化特征、16S rRNA序列测定和系统发育分析,分离获得的15株内生菌可分为4个类群,涉及Halomonadaceae科的Chromohalobacter属、Kushneria属、Halomonas属以及Bacillaceae科的Bacillus属。类群I中4菌株的16S rRNA序列与Chromohalobacter israelensis的最高相似性为95%。类群II共7株菌,归属于Kushneria属,是碱蓬内生中度嗜盐菌中的优势类群。类群III菌株的16S rRNA序列与一株尚无明确分类地位的Gammaproteobacteria亚门耐盐固氮细菌Haererehalobacter sp.JG11的相似性为99%。类群IV中的芽孢杆菌的16S rRNA序列与已知细菌的相似性为96%,很可能代表了Bacillus属的新种。各种水解酶类的分析表明,在分离的15株菌中有3株菌产蛋白酶,14株产酯酶,8株产DNA酶,11株产半乳糖苷酶,14株产脲酶。研究结果揭示,盐地碱蓬中存在较为丰富的中度嗜盐菌多样性和系统发育多样性,并且潜藏着较多的新的微生物类群。     

真盐生植物盐地碱蓬根系边缘细胞在耐盐中的作用初探

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬种子生成的幼苗为材料,研究了NaCl胁迫对盐地碱蓬生长与根系边缘细胞的影响。盐地碱蓬的第一个边缘细胞几乎与根尖同步产生,当根长达到13mm时,边缘细胞数目达到最大值。NaCl胁迫抑制边缘细胞的活性,但低浓度的NaCl处理增加边缘细胞的数目。低浓度NaCl处理时果胶甲基酯酶（PME）的活性比对照有明显增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性随着NaCl浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,低浓度NaCl可以增加盐地碱蓬根内过氧化氢酶（CAT）的活性,NaCl处理时间和处理浓度都对过氧化物酶（POD）活性的影响不明显。这些结果表明,盐地碱蓬至少部分通过增加调控活性氧（ROS）水平增加PME活性及根系边缘细胞数目来抵抗NaCl胁迫。     

盐胁迫对不同生境盐地碱蓬光合及离子积累的影响

为了探讨盐地碱蓬(Suaeda salsa)适应不同生境的生理机制, 研究了盐处理(1、200和600 mmol·L^-1 NaCl)对盐碱地和潮间带两种生境盐地碱蓬地上部分及根系有机干重、叶片叶绿素含量及光合放氧速率、叶片和根中离子积累的影响。结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl对两种生境盐地碱蓬地上部分及根系的有机干重无显著影响, 说明两种生境盐地碱蓬均具有较强的抗盐性; NaCl处理显著降低了两种生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率; 各浓度NaCl处理下, 盐碱地生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率均高于潮间带生境的, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中叶绿素a与叶绿素b的比值均高于盐碱地生境的; 各浓度NaCl处理下, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中的Cl^-含量均低于盐碱地生境的; 与叶片中情况相反, 高盐处理下, 潮间带生境盐地碱蓬根中的Cl^-含量均高于盐碱地生境的。说明与盐碱地生境盐地碱蓬相比, 潮间带生境盐地碱蓬的根系可能对Cl^-具有较强的积累或限制其向地上部分运输的能力, 这些特征可能是盐地碱蓬适应不同生境的结果。