简介:植物的耐盐性是一个复杂的数量性状,涉及诸多基因和多种耐盐机制的协调作用。本文综述了近年来国内外在植物耐盐分子方面的研究成果与最新进展。Na^+/H^+反向转运蛋白、K^+转运体HAK和K^+转运的调控基因AtHAL3α、高亲和性K^+转运体HKT等通过调控植物体内离子跨膜转运,重建体内离子平衡来抵御盐渍伤害;△′-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和△′-二氢吡咯-5-羧酸还原酶(P5CR)基因、胆碱单加氧酶(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因、1-磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)和6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因以及海藻糖合成酶基因等通过合成渗透保护物质维持细胞的渗透势、清除体内活性氧和稳定蛋白质的高级结构来保护植物免受盐渍胁迫伤害;植物细胞中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、抗坏血酸-谷光苷肽循环中的酶等在清除细胞内过多的活性氧方面起重要作用;水通道蛋白基因与晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA蛋白)基因参与多种胁迫的应答,它们与保持细胞水分平衡相关;另外,与离子或渗透胁迫信号转导相关受体蛋白、顺式作用元件、转录因子、蛋白激酶及其它调控序列可以启动或关闭某些胁迫相关基因,使这些基因在不同的时间、空间协调表达,以维持植物正常的生长和发育。本文还在小结中从整体水平上阐述了植物感受盐渍胁迫和其应答的基本分子机理。为植物耐盐机理的进一步研究及培育耐盐植物奠定了理论基础。
简介:甘氨酸甜菜碱是植物细胞内一种重要的调渗物质,盐胁迫下,甘氨酸甜菜碱的积累可以保护细胞内蛋白质的结构和功能,降低细胞水势,从而增强植物自身的耐盐能力。从大肠杆菌中克隆的胆碱脱氢酶基因(betA)是甘氨酸甜菜碱合成的关键酶基因,该基因编码的胆碱脱氢酶(CDH)可将胆碱一步合成为甜菜碱。本实验室已将胆碱脱氢酶基因(betA)转入到小黑杨花粉植株基因组中,并最终获得了4个转基因株系。本研究以4个转betA基因株系(TB1、TB2、TB3、TB4)及非转基因对照为试材,在浓度为1.2%的NaCl盐胁迫下,测定其甜菜碱含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量,并调查试材的盐害情况,计算盐害指数,目的是为了研究转基因株系的耐盐效果,从中筛选出耐盐能力较强的转基因株系。试验结果表明,4个转基因株系的甜菜碱含量均高于非转基因对照;在1.2%NaCl胁迫下TB1、TB2、TB3的超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均高于非转基因对照,TB3低于对照:TB1、TB4的丙二醛含量低于对照,TB2、TB3与对照相近。进一步的盐害分析表明4个转基因株系中的TB1和TB4株系的盐害指数低于对照的42.1%和33.4%,TB2、TB3与对照无显著差异。综合各转基因株系的耐盐性及生理指标测定结果,4个转基因株系中,TB1、TB2的耐盐性明显优于对照,有希望用于盐碱地造林及推广。
简介:用X-射线微区分析方法对I-214(PopulusdeltoidesP.nigra(Dode)Guinier)和胡杨(P.euphraticaOlive)根和叶片样品中元素浓度和分布研究的结果表明,与盐胁迫处理和对照的I-214相比较,胡杨根系中具有”次生液泡”,因而Cl,Na,K和Mg离子浓度较低,而Ca离子浓度较高.在不耐盐的I-214杨中由于不具有”次生液泡”,Cl和K离子浓度较高.胡杨中的这种结构一方面可以做为Cl离子的储存场所,另一方面可以防止Cl离子在细胞核中积聚.在盐胁迫处理条件下,相对细胞壁而言胡杨表现出较强的防止细胞核中积聚Cl离子的能力,表明胡杨在离子选择吸收和区隔化方面具有较强的功能,这将有助于解释胡杨所具有的较强的耐盐性
简介:以耐盐的胡杨(Populuseuphratica)和盐敏感的毛白杨(P.tomentosa)的悬浮细胞为材料,利用X射线微区分析技术研究了盐胁迫条件下细胞中离子的分布.胡杨细胞分别经52,137,223,309,395和480mmol·L-1NaCl溶液处理,毛白杨细胞只经137mmol·L-1NaCl处理.结果表明,盐胁迫显著提高了两种杨树细胞Na和Cl离子的浓度,但Na在细胞壁中的浓度与Cl接近,而在细胞质和液泡中则明显低于Cl,表明Na和Cl是通过不同的机制由无阻空间(细胞壁)进入细胞内的.在137mmol·L-1NaCl条件下,胡杨细胞质中Na和Cl离子的浓度远低于毛白杨,而且在溶液中盐分浓度低于223mmol·L-1的情况下,胡杨细胞质中盐离子浓度始终保持在细胞壁的水平以下.这些结果都显示胡杨质膜具有较强的排盐性.当溶液中NaCl浓度高于223mmol·L-1时,胡杨液泡中盐离子浓度显著提高,表明胡杨有明显的离子区隔化功能.相反,毛白杨没有离子区隔化证据.另外,胡杨细胞中营养元素K和Ca未受盐胁迫的影响,而137mmol·L-1NaCl处理降低了毛白杨细胞壁和细胞质中营养元素的水平.总之,胡杨在盐胁迫条件下具有较高的排盐性和离子选择性,并能将盐离子区隔于液泡中,这是其耐盐性强的重要基础
简介:对盆栽银杏和臭椿苗木经100mmol·L-1和200mmol·L-1NaCl胁迫处理后,采用透射电镜X射线能谱微区分析技术,对叶片表皮层、栅栏组织和海绵组织细胞不同部位Na+、K+、Cl-含量与分布进行了测定.结果表明:在NaCl胁迫下,臭椿和银杏叶片各组织细胞的细胞壁、细胞质和液泡中Na+、Cl-含量上升,K+含量下降,Na/K比上升.银杏Na+主要积累在液泡中;臭椿Na+在100mmol·L-1NaCl胁迫下,液泡区隔化,200mmol·L-1NaCl胁迫下,细胞质Na+含量高于液泡.银杏在100mmol·L-1NaCl胁迫下,Cl-在液泡区隔化,200mmol·L-1NaCl胁迫下,Cl-未被液泡区隔化;臭椿在NaCl胁迫下,细胞大量吸收Cl-的同时液泡未对Cl-区隔化.NaCl胁迫下,银杏对Na+的吸收大于对Cl-吸收,而臭椿对Cl-的吸收大于Na+的吸收