渤海湾津唐沿海野生大豆(Glycine soja)种群高盐碱胁迫反应
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DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.14123大豆TGA转录因子基因GmTGA26在盐胁迫中的功能分析柯丹霞*霍娅娅刘怡李锦颖刘晓雪信阳师范学院生命科学学院/ 大别山农业生物资源保护与利用研究院,河南信阳464000摘要:TGA转录因子是bZIP的一个亚家族,在病原体和非生物胁迫反应中发挥重要作用。
本研究在大豆中筛选并克隆得到1个TGA转录因子家族基因GmTGA26,同源蛋白比对表明GmTGA26具有保守的亮氨酸拉链结构域,与野生大豆同源性最高。
基因表达特性分析表明,GmTGA26在大豆中受盐胁迫诱导表达。
此外,GmTGA26编码核定位蛋白并且具有转录激活活性。
通过发根农杆菌介导的大豆毛根转化,得到过表达GmTGA26的“复合体”大豆植株,在盐胁迫条件下,与空载体对照相比,“复合体”大豆植株生长状态更好,丙二醛含量和相对质膜透性明显降低(P < 0.05),而叶绿素含量和根系活力则有显著的升高(P < 0.05)。
qRT-PCR结果表明,盐胁迫条件下在大豆毛状根中过表达GmTGA26可显著上调胁迫响应基因的表达。
以上结果表明,过表达GmTGA26显著增强了“复合体”大豆植株的耐盐能力。
推测GmTGA26通过调控下游一系列胁迫响应基因从而参与调控大豆盐胁迫应激反应过程。
关键词: 大豆;TGA转录因子;毛根转化;耐盐性Functional analysis of GmTGA26 gene under salt stress in soybeanKE Dan-Xia*, HUO Ya-Ya, LIU Yi, LI Jin-Ying, and LIU Xiao-XueCollege of Life Sciences, Xinyang Normal University / Institute for Conservation and Utilization of Agro-bioresources in Dabie Mountains, Xinyang 464000, Henan, ChinaAbstract: TGA transcription factors are a subfamily of bZIP, which play important roles in pathogen and abiotic stress responses. A TGA transcription factor family gene GmTGA26was screened and cloned from soybean in this study. Homologous protein comparison showed that GmTGA26 had a conserved leucine zipper domain and had the highest homology with wild soybean. The analysis of gene expression characteristics revealed that GmTGA26gene was induced by salt stress in soybean. In addition, GmTGA26gene encoded nuclear localization protein and had transcriptional activation activity. The “complex” soybean plants overexpressing GmTGA26were obtained through Agrobacterium rhizogenes-mediated hairy root transformation of soybean. The growth state of “complex” soybean plants was better t han the empty vector control under salt stress. Meanwhile, the MDA content and relative plasma membrane permeability decreased significantly (P < 0.05), while the chlorophyll content and root activity increased significantly (P < 0.05). The qRT-PCR results indicated that overexpression of GmTGA26 in soybean hairy roots under salt stress could significantly up-regulate the expression of stress response genes. The above results showed that overexpression of GmTGA26 significantly enhanced the salt tolerance of “complex” soybean plants. It is speculated that GmTGA26 participates in the regulation of soybean salt stress response by regulating a series of downstream stress response genes.Keywords: soybean;TGA transcription factor; hairy root transformation; saline tolerance本研究由国家自然科学基金项目(U1904102),河南省高等学校青年骨干教师培养计划和信阳师范学院“南湖学者奖励计划”青年项目资助。
盐胁迫对野生和栽培大豆幼苗生长和抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响作者:刘萌陈鹏王洪芹王红艳来源:《山东农业科学》2014年第05期摘要:研究了不同NaCl胁迫浓度(0、50、100、200、300 mmol/L)对野生和栽培大豆幼苗生长和抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响。
结果表明:盐胁迫显著抑制了野生和栽培大豆的生长,但野生大豆在同样盐胁迫下所受影响较小,显示出较强的抗盐能力;两种大豆幼苗叶中的MDA含量均随着盐浓度的升高而递增,且栽培大豆的增幅大于野生大豆,高浓度盐胁迫下尤其显著,说明栽培大豆受到的膜脂伤害程度更为严重;同时,野生大豆中抗氧化酶的活性均高于栽培大豆,显示出野生大豆具有更强的抗氧化能力。
关键词:盐胁迫;野生大豆;栽培大豆;丙二醛;抗氧化酶中图分类号:S565.101文献标识号:A文章编号:1001-4942(2014)05-0038-04土壤盐渍化是当今农业发展面临的重大非生物环境胁迫因素之一,目前全球约有7%的土地、20%的耕地和近50%的水浇地受到盐渍化的影响[1~3],而且随着工业的发展和水浇地面积的扩大,土壤盐渍化面积仍在逐年增加。
因此,改良和高效利用这些盐土资源对于解决我国所面临的人口、粮食、资源和环境之间的矛盾问题具有重要意义,而开发盐土资源和发展盐土农业的关键是耐盐经济植物的筛选和培育[4,5]。
栽培大豆属中度耐盐植物,盐胁迫条件下,其产量明显降低,所以进行栽培大豆的耐盐性研究以及抗盐品种的选育具有重要意义。
与栽培大豆相比,野生大豆(Glycine soja)属于一年生盐生植物,具有花荚多、结实多、繁殖系数高、产量性状突出、高蛋白、抗病抗逆性强等众多优良性状,是改良和选育抗盐栽培大豆品种的重要基因源,具有广阔的利用前景[6]。
本研究选取东营野生大豆BB52和山东栽培大豆ZH13为试材,采用不同浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫处理幼苗,研究盐胁迫对野生和栽培大豆幼苗生长和抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响,对比分析其抗盐能力的差异及野生大豆的抗盐机理,从而为利用野生大豆资源改良栽培大豆提供理论依据。
盐胁迫对大豆种子萌发及生理的影响摘要:选取有代表性的中性盐NaCl,设置0、50、100、150、200 mmol/L 5个浓度水平,对山西普遍种植的大豆种子进行萌发胁迫处理,探讨大豆种子萌发期耐盐性以及耐盐机制。
结果表明,低盐浓度(50 mmol/L)对种子萌发有促进作用,而高盐浓度抑制萌发,且随着NaCl浓度的增高,抑制程度明显加重;胚根胚芽中SOD和POD活性呈先升高后降低的趋势,而Pro和MDA含量则呈逐渐增加的趋势。
大豆种子在发芽和生理变化上均表现出一定的耐盐能力,相比较而言,POD在其萌发期抵御盐胁迫时起重要作用。
关键词:盐胁迫;大豆;种子萌发;生理变化土壤盐碱化已成为世界性问题。
目前,全球现有耕地中大约有3.4亿hm2为盐碱地[1],而中国的盐碱土比例明显高于世界平均水平,近1/3的灌区土壤存在盐碱化问题[2]。
盐碱化已成为制约我国农业生产的主要因素之一。
豆科植物在我国各地均有栽培,其中被誉为“豆中之王”、“田中之肉”、“绿色牛乳”的大豆因其营养价值高、粮油兼用等特点而被广泛栽培。
但是,土壤盐碱化日益加重,已经成为影响大豆栽种面积、产量及品质的重要因子。
对于大多数作物而言,种子萌发和早期幼苗阶段对环境胁迫最为敏感[3],因此对作物的耐盐性研究大都集中于对种子发芽率、萌发速率以及胚根、胚芽生长的影响[4-13],而关于对萌发后胚根和胚芽生长危害的机理,以及为了抵御危害在生理上的变化等方面的研究却很少,尤其是关于以蛋白质为主要贮藏物质的大豆种子抗盐性的研究报道几乎没有。
为此,以大豆种子为试验材料,采用不同浓度NaCl 进行胁迫处理,通过统计种子发芽率等指标以及对相关溶质的测定,揭示大豆种子萌发期的耐盐性生理特性和适应机制,对于在盐碱地上种植大豆,力争全苗、壮苗,提高产量,增加效益以及对大豆的耐盐育种都具有重要意义。
1 材料与方法1.1 试验材料优质大豆种子购自山西省农业科学院。
NaCl购自北京市鼎国昌盛生物技术有限责任公司。
高盐碱胁迫下野生大豆(Glycine soja)体内离子积累的差异张美玲 ;宋宪亮 ;孙学振 ;王振林 ;赵庆龙 ;李宗泰 ;姬红 ;许晓龙【摘要】We used pot cultivation with coastal soil containing total 3% salinity to identify the salt tolerance of 895 wild soybean plants collected in the Tianjin and Tangshan regions of China, and to determine Na+, Cl+, K+, Ca2+, Mg2+ contents in the stems and leaves of 203 plants that died at different stages and at maturity. The aim was to evaluate the differences of ion accumulations in the dead and survival wild soybean plants, and to discuss the mechanism of salt tolerance. The results showed that there were no significant differences in the content of every ion (Na+, Cl-, K+, Ca2+, Mg2+) among these plants with a different survival time during the vegetative growth period. When the content of Na+ or Cl- was accumulated to a certain high level in plants, the low salt-tolerant plants would be dead. Wild soybean individuals could die when their stems accumulated Na+ and Cl- to the range of 3.239-4.682% and 4.639-6.328%, and their leaves accumulated Na+ and Cl- to the range of 1.754-2.349% and 4.126-5.073%, respectively. The salt-tolerant plants could be divided into three types of low, moderate, and high levels in ion accumulations. The contents of Na+ and Cl- in the stems and leaves of the high salt-tolerant plants were less than those of the low salt-tolerant ones. With survival time prolonging, the contents of K+ in the stems and Ca2+and Mg2+ in the leaves were increased. There were two types for the content levels of Na+ and Cl- ions in stems and leaves of the survival plants, I.e. Alow-level accumulation and a high-level accumulation, suggesting that the salt-tolerant wild soybean lines may have two kinds of mechanisms for the salt tolerance: one is high bearing and another is low absorption.%在总含量3%高盐碱原土盆栽条件下,对搜集于津唐盐碱地895份野生大豆材料进行全生育期耐盐碱性鉴定.通过测定203株凋亡植株及收获植株茎、叶中Na+、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+的含量,分析高盐碱胁迫下野生大豆植株离子含量的分布及野生大豆植株凋亡和成熟时体内离子积累程度,并探讨耐盐碱型野生大豆的耐性机制.结果表明,野生大豆植株在营养生长期间,盐碱胁迫致死植株茎、叶无机离子含量在不同存活时间组间并未达显著水平,Na+和Cl-积累达到一定含量即出现凋亡现象,致死植株茎中Na+和Cl-离子范围分别为3.239%~4.682%和4.639%~6.328%,叶中分别为1.754%~2.349%和4.126%~5.073%;能够存活到成熟的耐盐碱型野生大豆植株茎叶Na+和Cl-含量存在低、中、高3种类型.高耐型野生大豆茎、叶平均Na+和Cl-含量显著低于低耐盐型,且茎中K+和叶中Ca2+和Mg2+含量较高.在高耐型野生大豆植株茎叶中也存在Na+和Cl-离子含量高水平和低水平两种类型,推测野生大豆可能存在两种耐盐碱机制,其一为高耐受性,其二为低吸收性.【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2011(037)007【总页数】12页(P1289-1300)【关键词】野生大豆;盐碱胁迫;离子积累;耐盐碱机理【作者】张美玲 ;宋宪亮 ;孙学振 ;王振林 ;赵庆龙 ;李宗泰 ;姬红 ;许晓龙【作者单位】山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018【正文语种】中文植物抗逆性研究在全球自然灾害严重影响植物生长和繁衍的背景下显得尤为重要。
天津野生大豆 (Glycine Soja Sieb. and Zucc.)的观察栾谦益【期刊名称】《大豆科学》【年(卷),期】1989(8)1【摘要】通过观察结果,可明确以下几点: 1.种子繁衍、生命延续性强:野生大豆具有种子小、粒色深、结荚多、炸荚率和硬实率高等特点。
这对种子本身的保存、繁衍和当代种子生命力的保持及其延续是极为有利的: 2.具有很强的野生适应性: (1) 与杂草的生存竞争方面:其表现一方面多分布在禾本科杂草丛中,并盘缠其上;另一方面多数种子在杂草萌发生长之前萌发出土; (2) 具有特殊的受光方式:苗期的单、复叶向光性极强。
叶片能随光照方向、强弱而变换叶片的姿态:强光照时,叶片直立、夹并;弱光照时,叶片向光、展平; (3) 水、肥吸收方面:水肥的吸收靠发达的根系。
一般具有5—7条等粗的粗根,向下伸展达60—140cm,横向伸展达45—90cm。
3.营养生长与生殖生长的交错期长:可长达90多天、约占全生育期的六分之四。
4.抗旱性的自身调节:以分枝的多少,营自身调节,分枝虽少,但仍生长正常。
【总页数】4页(P97-100)【关键词】野生;大豆;形态;天津;生长;发育【作者】栾谦益【作者单位】天津农学院【正文语种】中文【中图分类】S565.101【相关文献】1.野生大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)叶柄维管束分化观察 [J], 李春奇;郑慧敏;刘铁梅;李桂玲;李芸;安春香;叶永忠2.天津野生大豆(Glycine Soja Sieb.and Zucc.)的生态特性及利用价值研究 [J], 栾谦益3.辽宁新宾县原位保护区野生大豆(Glycine soja Sieb. & Zucc.)遗传多样性分析[J], 关荣霞;刘秀敏;常汝镇;宁慧霞;袁翠平;刘章雄;邱丽娟4.野生大豆(Glycine soja)热击蛋白(HSP)的研究Ⅱ.松花江下游和长江下游地区野生大豆HSP诱导合成的比较 [J], 陶丹;尹田夫;王萍;宋海星;马淑英;李吉平;张让堂5.栽培大豆(Glycine max)与野生大豆(Glycine soja)、半野生大豆(Glycine gracilis)杂交的杂种F_1代减数分裂行为的研究 [J], 徐香玲;李集临;陈海燕因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。