拟南芥耐盐相关基因及其抗盐机理的研究

江西农业学报㊀２０１９，３１（９）：５０ ５４ＡｃｔａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅＪｉａｎｇｘｉ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｘｎｙｘｂ．ｃｏｍＤＯＩ：１０．１９３８６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｘｎｙｘｂ．２０１９．０９．０９异源表达ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥的耐盐性分析刘长命，杨娜，文丹，路梦梦，明田田㊀㊀收稿日期：２０１９－０５－１４基金项目：陕西省农业科技创新与攻关项目（２０１６ＮＹ－０３２）；商洛市科技计划项目（ＳＫ２０１５－１３）㊂作者简介：刘长命（１９８０─），男，讲师，博士，主要从事园艺植物种质资源抗逆研究㊂（商洛学院，陕西商洛７２６０００）摘㊀要：利用含５０ｍｇ／Ｌ潮霉素（Ｈｙｇ）的ＭＳ固体培养基成功筛选出转ＣｍＳＡＭＤＣ基因的拟南芥株系ＴＡ１和ＴＢ１，并对Ｔ３代转基因植株的耐盐性进行了分析㊂研究结果表明：转ＳＡＭＤＣ基因的拟南芥在含不同浓度ＮａＣｌ的培养基中发芽率㊁侧根数均显著高于野生型拟南芥的；转ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥幼苗在２００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ条件下能正常生长，且具有较低的丙二醛（ＭＤＡ）含量，而野生型拟南芥在相同胁迫条件下明显萎蔫㊁失绿甚至死亡㊂说明过量表达ＳＡＭＤＣ基因可以显著提高拟南芥的耐盐性㊂关键词：ＣｍＳＡＭＤＣ基因；转基因；拟南芥；耐盐性；抗氧化活性中图分类号：Ｓ３３２．６㊀文献标志码：Ａ㊀文章编号：１００１－８５８１（２０１９）０９－００５０－０５ＳａｌｔＴｏｌｅｒａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｒａｎｓｇｅｎｉｃＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａＰｌａｎｔｓｗｉｔｈＨｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＣｍＳＡＭＤＣＧｅｎｅＬＩＵＣｈａｎｇ－ｍｉｎｇ，ＹＡＮＧＮａ，ＷＥＮＤａｎ，ＬＵＭｅｎｇ－ｍｅｎｇ，ＭＩＮＧＴｉａｎ－ｔｉａｎ（ＳｈａｎｇｌｕｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｌｕｏ７２６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｔｒａｎｓｇｅｎｉｃＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｓｔｒａｉｎｓＴＡ１ａｎｄＴＢ１ｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｃｒｅｅｎｅｄｂｙｓｏｌｉｄｍｅｄｉｕｍｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ５０ｍｇ／Ｌｈｙｇｒｏｍｙｃｉｎ（Ｈｙｇ），ａｎｄｔｈｅＴ３ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｓｅｅｄｌｉｎｇｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｌａｔｅｒａｌｒｏｏｔｓｏｆｔｒａｎｓｇｅｎｉｃＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｗｉｔｈＣｍＳＡＭＤＣｇｅｎｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｗｉｌｄｐｌａｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆＮａＣｌ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｔｒａｎｓｇｅｎｉｃＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｓｅｅｄｌｉｎｇｓｗｉｔｈＣｍＳＡＭＤＣｇｅｎｅｃｏｕｌｄｇｒｏｗｎｏｒｍａｌｌｙｕｎｄｅｒ２００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌａｎｄａｐｐｅａｒｅｄａｌｏｗｌｅｖｅｌｏｆｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ（ＭＤＡ），ｗｈｉｌｅｗｉｌｄ－ｔｙｐｅｐｌａｎｔｓｗｉｌ⁃ｔｅｄ，ｌｏｓｔｇｒｅｅｎｏｒｅｖｅｎｄｉｅｄ．ＴｈｅｓｅｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＣｍＳＡＭＤＣｇｅｎｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆＡｒ⁃ａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｍＳＡＭＤＣｇｅｎｅ；Ｔｒａｎｓｇｅｎｏｓｉｓ；Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ；Ｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅ；Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔａｃｔｉｖｉｔｙ㊀㊀盐胁迫是植物生长发育中最为严重的非生物胁迫因素之一㊂目前，全球被盐渍化的陆地面积约占１０％，中国的盐渍土面积近１亿ｈｍ２，并且有日趋扩大的趋势㊂对植物耐盐机理进行深入研究，将有助于培育耐盐性强的植物品种，并对生态环境改善也具有积极的指导意义［１］㊂近年来，多胺代谢途径已被作为植物潜在抗性的研究目标，涉及多胺代谢的相关基因也越来越被重视㊂研究发现，在遭受冷害［２］或盐胁迫［３］时，黄瓜和向日葵的内源多胺合成与代谢途径都发生了改变，并且抗性品种能合成更多的多胺来抵御胁迫［４－６］㊂１９－腺苷甲硫氨酸脱羧酶（ＳＡＭＤＣ）是精胺和亚精胺合成过程中的关键酶，该酶参与了多数植物的抗性反应过程［７］㊂作者前期研究［８－１１］显示，转ＣｍＳＡＭＤＣ基因的拟南芥植株对白粉病的抗性明显增强㊂为了进一步探明ＣｍＳＡＭＤＣ基因在响应非生物胁迫中的作用，本研究以已获得的转基因拟南芥为材料，对其耐盐性进行了分析，以期为利用该基因进行甜瓜耐盐性改良提供参考㊂１㊀材料与方法１．１㊀材料转基因拟南芥株系ＴＡ１㊁ＴＢ１为前期研究获得，将野生型和转基因拟南芥Ｔ３代种子消毒和清洗干净，待用㊂１．２㊀方法１．２．１㊀目标基因的定量和半定量表达分析㊀选取６周龄Ｔ３代转基因拟南芥植株叶片，利用引物Ｃｍ⁃ＳＡＭＤＣＦ：５ᶄ－ＡＴＣＡＡＡＡＣＴＴＧＣＧＧＣＡＣＴＡＣ－３ᶄ和ＣｍＳＡＭＤＣＲ：５ᶄ－ＡＧＣＡＣＣＣＴＣＡＣＡＡＴＣＡＡＣＴＴＡＧ－３ᶄ进行定量和半定量分析㊂实时定量程序为：９５ħ３０ｓ；９５ħ２０ｓ，６０ħ２０ｓ，７２ħ２０ｓ，４０个循环；以拟南芥的Ａｃｔｉｎ２基因作为内参㊂半定量程序为：９４ħ２ｍｉｎ；９４ħ２０ｓ，６０ħ３０ｓ，７２ħ１ｍｉｎ，２５个循环；７２ħ１０ｍｉｎ㊂１．２．２㊀转基因拟南芥发芽率的测定㊀将Ｔ３转基因植株和野生型拟南芥的种子用７５％酒精和１０％ＮａＣｌＯ消毒，然后随机取１００粒，播于含不同浓度（０㊁１００㊁１５０㊁２００㊁３００ｍｍｏｌ／Ｌ）ＮａＣｌ的ＭＳ培养基上，６ｄ后统计发芽情况㊂１．２．３㊀转基因拟南芥幼苗的根长及侧根数测定㊀将ＭＳ培养基上生长１５ｄ的Ｔ３代转基因幼苗和野生型拟南芥幼苗移至含不同浓度（０㊁１００㊁１５０㊁２００㊁３００ｍｍｏｌ／Ｌ）ＮａＣｌ的ＭＳ培养基上，继续生长１５ｄ后测定其根长和侧根数㊂１．２．４㊀转基因拟南芥幼苗的耐盐性鉴定㊀将ＭＳ培养基上生长１５ｄ的Ｔ３代转基因幼苗和野生型拟南芥幼苗移栽入盆（培养基质为蛭石ʒ壤土ʒ草木灰＝１ʒ１ʒ１），培养至４周龄时，每穴分别浇灌１５ｍＬ２００ｍｍｏｌ／Ｌ或４００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液，每２ｄ浇灌１次，在处理１２ｄ后测定脂质过氧化水平（ＭＤＡ含量）㊂１．２．５㊀转基因拟南芥激素含量的测定㊀油菜素内酯（Ｂｒａｓｓｉｎｏｌｉｄｅ，ＢＲ）㊁茉莉酸甲酯（Ｍｅｔｈｙｌｊａｓｍｏｎａｔｅ，ＪＡ－ｍｅ）㊁脱落酸（Ａｂｓｃｉｓｉｃａｃｉｄ，ＡＢＡ）㊁赤霉素（Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｎ，ＧＡ）㊁吲哚丙酸（Ｉｎｄｏｌｅｐｒｏｐｉｏｎｉｃａｃｉｄ，ＩＰＡ）㊁玉米素（Ｚｅａｔｉｎｒｉｂｏｓｉｄｅ，ＺＲ）和吲哚乙酸（Ｉｎｄｏｌｅａｃｅｔｉｃａｃｉｄ，ＩＡＡ）的提取参照黄志［１２］的方法㊂２㊀结果与分析２．１㊀目标基因的表达分析通过转基因植株筛选，并对转基因拟南芥Ｔ３代植株进行ＣｍＳＡＭＤＣ基因表达分析，结果（图１）显示，ＣｍＳＡＭＤＣ基因成功在转基因株系ＴＡ１和ＴＢ１中表达㊂ＴＡ１和ＴＢ１代表转基因株系；ＷＴ代表野生型拟南芥㊂下同㊂图１㊀ＣｍＳＡＭＤＣ基因在拟南芥中表达的半定量（Ａ）和实时定量（Ｂ）分析结果２．２㊀盐胁迫下转基因拟南芥的发芽率对转基因Ｔ３代株系ＴＡ１㊁ＴＢ１和野生型拟南芥植株（ＷＴ）的种子发芽率进行观察，发现：在含１００㊁１５０㊁２００ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ条件下，转基因Ｔ３代种子的发芽率分别为８６％㊁７０％和４５％，而野生型拟南芥种子的发芽率分别为７５％㊁５８％和２５％，Ｔ３代种子的发芽率均显著高于野生型植株的；而在不含盐溶液（０ｍｍｏｌ／Ｌ）的ＭＳ培养基上，两者的种子发芽率无显著性差异（图２）㊂２．３㊀盐胁迫下转基因拟南芥幼苗的根长及侧根数对根系观察结果（图３）显示：在不含盐溶液（０ｍｍｏｌ／Ｌ）的ＭＳ培养基上，转基因Ｔ３代植株的根长略大于野生型植株，但差异未达到显著性水平，侧根数也无显著性差异；在１００ｍｍｏｌ／Ｌ盐胁迫条件下，Ｔ３代植株的侧根数明显多于野生型植株，差异达到了极显著水平，而根长无显著差异；在１５０ｍｍｏｌ／Ｌ盐胁迫条件下，Ｔ３代植株的侧根数和根长均显著高于野生型植株；在２００ｍｍｏｌ／Ｌ盐胁迫条件下，两种材料的根系和侧根生长均受到了明显抑制㊂２．４㊀盐胁迫下转基因拟南芥植株的生长情况将ＭＳ培养基上１５日龄的幼苗进行移栽，缓苗３ｄ后隔日浇１次不同浓度的ＮａＣｌ溶液㊂用２００ｍｍｏｌ／Ｌ盐溶液处理８ｄ后，转基因植株与对照植株（ＣＫ）生长基本一致，而野生型植株的叶片呈现轻微黄化；在处理１６ｄ后，野生型植株明显小于转基因植株㊂用４００ｍｍｏｌ／Ｌ盐溶液处理８ｄ后，转基因植株生长受阻，但较野生型植株的受阻程１５㊀９期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘长命等：异源表达ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥的耐盐性分析度要轻；处理１６ｄ后，野生型植株已经死亡，而转基因植株仍能继续存活（图４Ａ）㊂经不同浓度盐溶液处理后１２ｄ，植株的脂质过氧化程度（ＭＤＡ含量）存在显著性差异，即经２００ｍｍｏｌ／Ｌ与４００ｍｍｏｌ／Ｌ浓度盐溶液处理１２ｄ后，ＴＡ１植株的ＭＤＡ含量比对照分别上升了５０％和１９６％，ＴＢ１比对照分别上升了２８％和１５０％，野生型植株比对照分别上升了９２％和３７６％㊂总体来看，转基因拟南芥植株的耐盐性明显强于野生型拟南芥㊂图２㊀盐胁迫下转基因拟南芥的发芽率Ａ：转基因Ｔ３代和ＷＴ幼苗根系的生长情况；Ｂ：转基因Ｔ３代和ＷＴ幼苗的相对根长；Ｃ：转基因Ｔ３代和ＷＴ幼苗的侧根数㊂图３㊀盐胁迫下转基因拟南芥幼苗的根长和侧根数２５江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３１卷Ａ：盐胁迫后８ｄ和１６ｄ的植株表型；Ｂ：盐胁迫后１２ｄ的ＭＤＡ含量（鲜重）㊂图４㊀不同浓度ＮａＣｌ灌根对转基因拟南芥植株生长的影响２．５㊀转基因拟南芥植株激素含量的变化对转基因株系ＴＡ１和ＴＢ１的内源激素含量测定的结果（图５）表明：ＧＡ㊁ＺＲ㊁ＩＰＡ㊁ＩＡＡ的含量均表现为ＴＡ１＞ＷＴ＞ＴＢ１；ＢＲ含量表现为两个转基因植株高于ＷＴ植株，而ＪＡ－ｍｅ含量却同时低于ＷＴ；ＡＢＡ的含量呈现为ＷＴ＞ＴＢ１＞ＴＡ１㊂各激素含量在转基因植株和野生型植株间未表现出规律性的对应关系㊂图５㊀转ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥植株激素含量（鲜重）的变化３㊀讨论植物在长期进化中，常通过调控细胞内基因表达水平来调节胁迫应答保护机制㊂ＳＡＭＤＣ是Ｓｐｄ和Ｓｐｍ合成的关键基因，它涉及到众多植物对非生物胁迫和生物胁迫的抗性反应过程，在植物生长发育㊁代谢调控及胁迫响应中均具有重要的作用［１３－１５］㊂Ｈａｚａｒｉｋａ研究表明［４］，ＳＡＭＤＣ基因广泛涉及冷害㊁高温及盐胁迫等的抗性反应，且一些转ＳＡＭＤＣ基因的植物表现出了对外界胁迫的广谱抗性㊂ＲｏｙａｎｄＷｕ［１６］利用六倍体小麦的ＳＡＭＤＣ基因进行水稻转化，发现转基因水稻在盐胁迫下仍能正常生长发育，其内源亚精胺和精胺含量增加达３ ４倍㊂Ｆｒａｎｃｅｓｃｈｅｔｔｉ等［１７］将拟南芥的ＳＡＭＤＣ基因转入烟草，发现转基因烟草表现出了多种胁迫抗性㊂ＷａｉｅａｎｄＲａｊａｍ［１８］用人的ＳＡＭＤＣ基因转化烟草，发现转基因烟草对干旱和盐胁迫表现出更高的抗性㊂Ｐｅｒｅｍａｒｔｉ等研究还认为，ｓｐｄ和ｓｐｍ在抵御干旱胁迫中可能起着清除自由基的３５㊀９期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘长命等：异源表达ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥的耐盐性分析作用［１９］㊂本研究也发现，在１００或１５０ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ胁迫下，转ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥植株的根长和侧根数均多于野生型植株；在对４周龄转基因植株幼苗浇灌不同浓度的盐溶液时，发现转基因植株较野生型植株具有更强的耐盐性㊂在植物受到胁迫后，多胺在次生代谢调控及信号转导中起着重要的作用［２０］㊂本研究发现，转基因拟南芥植株在盐胁迫下的ＭＤＡ含量较野生型低，说明转ＣｍＳＡＭＤＣ基因拟南芥植株在受到外界胁迫时，为了减少活性氧积累造成的伤害，会激发多种信号物质，如多胺，协调各种活性氧清除系统，达到体内活性氧的代谢平衡㊂但是，ＣｍＳＡＭＤＣ基因和多胺类物质是如何参与植株的耐盐性调控还不得而知㊂今后有必要对多胺代谢调控网络，以及由其直接或间接调控的潜在抗性基因或物质进行进一步探讨㊂参考文献：［１］ＺｈｕＪＫ．Ｐｌａｎｔｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅ［Ｊ］．ＴｒｅｎｄｓｉｎＰｌａｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００１，６（２）：６６－７１．［２］ＳｈｅｎＷＹ，ＮａｄａＫ，ＴａｃｈｉｂａｎａＳ．Ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔｏｆｐｏｌｙ⁃ａｍｉｎｅｓｉｎｔｈｅｃｈｉｌｌｉｎｇｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｃｕｃｕｍｂｅｒｃｕｌｔｉｖａｒｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２０００，１２４（１）：４３１－４３９．［３］ＭｕｔｌｕＦ，ＢｏｚｃｕｋＳ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓａｌｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｆｒｅｅａｎｄｂｏｕｎｄｐｏｌｙａｍｉｎｅｓｉｎｓｕｎｆｌｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，２００７，１４１（１）：３１－３９．［４］ＨａｚａｒｉｋａＰ，ＲａｊａｍＭＶ．ＢｉｏｔｉｃａｎｄａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｔｏｍａｔｏｅｓｂｙｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＳ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅｇｅｎｅ［Ｊ］．ＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙｏｆＰｌａｎｔｓ，２０１１，１７（２）：１１５－１２８．［５］ＨｕｓｓａｉｎＳＳ，ＡｌｉＭ，ＡｈｍａｄＭ，ｅｔａｌ．Ｐｏｌｙａｍｉｎｅｓ：ｎａｔｕｒａｌａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄａｂｉｏｔｉｃａｎｄｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１１，２９（３）：３００－３１１．［６］ＳｈａｒｍａＳＳ，ＤｉｅｔｚＫＪ．Ｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆａｍｉｎｏａｃｉｄｓａｎｄａｍｉｎｏａｃｉｄ－ｄｅｒｉｖｅｄｍｏｌｅｃｕｌｅｓｉｎｐｌａｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄａｄａｐｔａｔｉｏｎｔｏｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｅｒｉ⁃ｍｅｎｔａｌＢｏｔａｎｙ，２００６，５７（４）：７１１－７２６．［７］ＷａｌｔｅｒｓＤＲ．Ｐｏｌｙａｍｉｎｅｓａｎｄｐｌａｎｔｄｉｓｅａｓｅｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｔｏ⁃ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００３，６４：９７－１０７．［８］刘长命，咸丰，田治国，等．野生甜瓜 云甜－９３０ 与白粉病菌互作的基因表达特征［Ｊ］．植物病理学报，２０１３，４４（１）：６５－７３．［９］ＬｉｕＣＭ，ＬｉＸＬ，ＹａｎｇＲＰ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｒｏｌｅｓｏｆＳ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ（ＳＡＭＤＣ）ｇｅｎｅｉｎｍｅｌｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｐｏｗｄｅｒｙｍｉｌｄｅｗｉｎｆｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＨｏｒｔＥｎｖｉｒｏｎＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２０１４，５５（６）：５５７－５６７．［１０］刘长命，杨瑞平，莫言玲，等．外源Ｓｐｄ预处理对甜瓜白粉病抗性及其内源多胺的诱导分析［Ｊ］．西北植物学报，２０１６，３６（１）：８５－９２．［１１］刘长命，张显，王永琦．甜瓜Ｓ－腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因的克隆及白粉病诱导表达分析［Ｊ］．生物工程学报，２０１８，３４（４）：１－９．［１２］黄志．丛枝菌根真菌对甜瓜抗旱性的生理效应及分子机制的研究［Ｄ］．杨凌：西北农林科技大学，２０１０．［１３］ＷｉＳＪ，ＫｉｍＷＴ，ＰａｒｋＫＹ．ＯｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｃａｒｎａｔｉｏｎＳ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅｇｅｎｅｇｅｎｅｒａｔｅｓａｂｒｏａｄ－ｓｐｅｃｔｒｕｍｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｅｓｉｎｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｔｏｂａｃｃｏｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＣｅｌｌＲｅｐｏｒｔｓ，２００６，２５（１０）：１１１１－１１２１．［１４］ＳｕｎｋａｒＲ，ＢａｒｔｅｌｓＤ，ＫｉｒｃｈＨ．Ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆａｓｔｒｅｓｓ－ｉｎｄｕｃｉｂｌｅａｌｄｅｈｙｄｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅｇｅｎｅｆｒｏｍＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａｉｎｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｐｌａｎｔｓｉｍｐｒｏｖｅｓｓｔｒｅｓｓｔｏｌｅｒａｎｃｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＪｏｕｒｎａｌ，２００３，３５：４５２－４６４．［１５］高树涛，石生伟．盐胁迫对５种抗旱型小麦苗期生理特性的影响［Ｊ］．南方农业学报，２０１７，４８（８）：１３７４－１３８０．［１６］ＲｏｙＭ，ＷｕＲ．ＯｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＳ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅｇｅｎｅｉｎｒｉｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｐｏｌｙａｍｉｎｅｌｅｖｅｌａｎｄｅｎｈａｎｃｅｓｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ－ｓｔｒｅｓｓｔｏｌｅｒａｎｃｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００２，１６３：９８７－９９２．［１７］ＦｒａｎｃｅｓｃｈｅｔｔｉＭ，ＦｏｒｎａｌｅＳ，ＴａｓｓｏｎｉＡ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｐｅｒｍｉｄｉｎｅｓｙｎｔｈａｓｅｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｎｐｏｌｙａｍｉｎｅｂｉｏｓｙｎ⁃ｔｈｅｔｉｃｐａｔｈｗａｙｉｎｔｏｂａｃｃｏｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００４，１６１：９８９－１００１．［１８］ＷａｉｅＢ，ＲａｊａｍＭＶ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｐｏｌｙａｍｉｎｅｂｉｏ⁃ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｎｓｔｒｅｓｓｒｅｓｐｏｎｓｅｓｉｎｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｔｏｂａｃｃｏｂｙｉｎ⁃ｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｕｍａｎＳ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｇｅｎｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００３，１６４：７２７－７３４．［１９］ＰｅｒｅｍａｒｔｉＡ，ＢａｓｓｉｅＬ，ＣｈｒｉｓｔｏｕＰ，ｅｔａｌ．Ｓｐｅｒｍｉｎｅｆａ⁃ｃｉｌｉｔａｔｅｓｒｅｃｏｖｅｒｙｆｒｏｍｄｒｏｕｇｈｔｂｕｔｄｏｅｓｎｏｔｃｏｎｆｅｒｄｒｏｕｇｈｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｒｉｃｅｐｌａｎｔｓｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇＤａ⁃ｔｕｒａｓｔｒａｍｏｎｉｕｍＳ－ａｄｅｎｏｓｙｌｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙ，２００９，７０（３）：２５３－２６４．［２０］ＬａｒｈｅｒＦＲ，ＡｚｉｚＡ，ＧｉｂｏｎＹ，ｅｔａｌ．Ａｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｏ－ｃａｌｌｅｄｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｓｏｌｕｔｅｓｕｓｉｎｇｉｎｖｉｔｒｏｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｌｅａｆｄｉｓｃｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓ⁃ｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００３，４１：６５７－６６６．（责任编辑：黄荣华）４５江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３１卷。

拟南芥生长发育和抗逆性的分子机理研究植物生长发育及其抗逆性一直是植物学研究的热门领域。

拟南芥，因其生长周期短，遗传背景清晰，成为了模式植物，被广泛应用于该领域。

本文将着重介绍拟南芥生长发育及其抗逆性的分子机理研究进展。

一、拟南芥的基础生长发育拟南芥的生长发育可以分为两个主要阶段：萌芽期和成长期。

在萌芽期，拟南芥发芽后，主要为幼芽和根系发育，而在成长期，则是幼苗进一步生长、分化出花器官、形成花后，再逐渐形成果实。

1. 根系生长发育拟南芥根系的生长发育与环境条件密切相关。

根系统以分化出来的主根和分支根为主体，发育出不同的形态和特性，以适应环境。

主根在土壤中向下延伸，同时分支根则向周围扩散。

在根系结构发育完成后，拟南芥根系还能收集到水、养分等，以维持植物的生长发育。

2. 幼苗生长发育拟南芥的幼苗是指在萌芽期已经分化出根系的拟南芥，即幼芽和根系已经形成。

在幼芽萌发后，会不断分化出新的叶片，并形成具有不同的形态和功能。

此时，拟南芥的生长速度较快。

3. 花器官形成花器官是植物重要的生殖器官。

在花器官形成的过程中，拟南芥会逐渐形成雌雄蕊和花瓣等构成花朵。

拟南芥的花器官形成受到许多基因调控，这些基因调控可以影响植物的花器官鲜艳程度、形态、数量以及其功能。

4. 果实成熟果实的成熟和植物的生长发育密切相关。

拟南芥果实成熟的过程中，植物会不断积累营养物质，直到果实形成。

同时，植物器官的分化也会触发一系列信号传递机制，以调节植物对环境的响应能力。

二、拟南芥的抗逆性植物的生长发育面临着不同的环境压力，如环境温度、酸碱度、干旱、盐渍等。

而在生长发育过程中，拟南芥实现了对这些压力的适应。

这得益于其多种基因的调节，进而影响植物的抗逆性。

1. 盐胁迫盐胁迫是影响拟南芥生长发育的常见环境压力，它使得植物经受不住盐分的侵蚀。

为了适应盐胁迫环境，植物通过调节促进盐分排除的基因表达，以及在组织水分调节方面的功能作用，来增强其抗逆性。

同时，植物还会通过调节根系结构和激素分布等相关基因来适应新的环境条件。

AtPIP5K2基因参与拟南芥盐胁迫的调节过程AtPIP5K2基因参与拟南芥盐胁迫的调节过程植物在长期进化过程中演化出不同机制来适应环境中的各种胁迫,如盐碱、干旱等.该研究从拟南芥T-DNA插入突变体库中筛选到一个对盐反应不敏感的突变株系eto(enhanced tolerance to osmotic stress),种子萌发和幼苗生长试验表明eto突变株系早期生长发育对盐胁迫不敏感.TAIL-PCR分析表明eto突变株系中T-DNA插入在拟南芥1号染色体上(BAC F3M18的27502位置),位于拟南芥Atlg77740基因起始密码子前487 bp处,该基因编码磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶(AtPIP5K2),共分离分析表明T-DNA插入与盐不敏感性紧密连锁.以野生型拟南芥总RNA为模板,克隆拟南芥AtPIP5K2基因cDNA,其开放读码框为2 265 bp,编码755个氨基酸.与已报道物种PIPKs基因氨基酸序列比较分析表明,AtPIP5K2与植物PIPKs基因氨基酸相似性高达62%～75%,但与其他生物物种PIPKs基因之间的氨基酸相似性仅为33%～37%;AtPIP5K2推导的氨基酸序列中含有植物PIPKs基因所具有的高度保守区域"PIPKc"、"MORN repeat".进一步分析表明AtPIP5K2基因在拟南芥根及莲座叶片中表达量较强,并且由于T-DNA 的插入,使eto突变株系与野生型相比,其AtPIP5K2基因过量表达,表明AtPIP5K2基因编码的产物可能参与调节拟南芥适应盐胁迫的调节反应.作者：宋颖琦杨谦秦跟基瞿礼嘉 SONG Ying-qi YANG Qian QIN Gen-ji QU Li-jia 作者单位：宋颖琦,杨谦,SONG Ying-qi,YANG Qian(哈尔滨工业大学生命科学与工程系)秦跟基,瞿礼嘉,QIN Gen-ji,QU Li-jia(北京大学生命科学学院)刊名：北京林业大学学报 ISTIC PKU 英文刊名： JOURNAL OF BEIJING FORESTRY UNIVERSITY 年，卷(期)： 2006 28(5) 分类号：Q786 关键词：拟南芥盐胁迫 TAIL-PCR 磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶 cDNA。

拟南芥作为模式生物的研究方法随着生物科技的发展，科学家们开始寻找更加高效和准确的研究方法来探究生命的奥秘。

而拟南芥作为模式生物已经成为研究生物学和遗传学的重要工具。

在这篇文章中，我们将探讨拟南芥作为模式生物的研究方法。

一、拟南芥的生物学特点拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种小型的植物，生长周期短，繁殖能力强，具有明显的性别分别和雌雄同体的性质。

此外，它的基因组被测序出来，拥有大约2.9亿个碱基对。

这些生物学特点使得拟南芥成为研究生物学和遗传学的理想模式生物。

二、拟南芥作为模式生物的研究方法1. 基因转化基因转化是指将外源DNA导入到目标细胞中，从而改变它们的遗传性质。

大量的基因转化研究已经在拟南芥上进行。

通过基因转化，可以研究基因在生长发育和逆境响应中的功能，并且可以制备转基因植物。

这些转基因植物可以用于研究真核生物中的基因表达和调控机制。

此外，基因转化还可以用于研究植物对逆境的适应机制。

2. 基因敲除基因敲除是指使用RNAi等技术使目标基因的表达受到抑制或消失。

在拟南芥中，可以通过基因敲除来研究某个基因在生长和发育过程中的作用。

这种方法也可以用来研究基因在植物对逆境的响应中的作用。

3. 遗传连锁图谱遗传连锁图谱是指一组基因互相作用的网络结构，该结构可以反映基因之间的相互关系。

在拟南芥中，可以通过遗传连锁图谱来分析基因的功能和调控机制。

遗传连锁图谱还可以用于研究某些性状的遗传规律。

4. 基因组学研究基因组学研究是指对一个物种的基因组进行全面的分析。

在拟南芥中，可以通过测序研究其基因组，从而了解基因的数量、位置和结构等信息。

这些研究和分析可以协助科学家更好地研究基因表达和调控机制。

5. 免疫分析技术免疫分析技术是指使用特异性抗体来分析基因在不同生长和发育阶段的表达情况。

在拟南芥中，可以使用免疫分析技术来研究蛋白质的表达和定位。

这种技术可以进一步了解基因在生长发育和逆境响应中的作用。

转拟南芥AtNHX1基因马铃薯耐盐性的田间鉴定的开题报告摘要为了提高马铃薯的耐盐性，本研究选用转拟南芥AtNHX1基因进行转基因，通过对转基因与野生型马铃薯进行比较，对其耐盐性进行田间鉴定。

研究结果表明，转基因马铃薯在高盐胁迫条件下生长状况较好，干物质积累量显著高于野生型马铃薯。

同时，在耐盐性相关指标方面，转基因马铃薯的相对电导和MDA含量显著降低，而叶绿素含量显著提高，表明转基因马铃薯耐盐性显著提高。

本研究结果对于马铃薯遗传改良及适应盐碱土地种植具有一定的参考意义。

关键词：转基因；马铃薯；耐盐性；AtNHX1基因；田间鉴定一、研究背景和意义马铃薯是我国重要的蔬菜作物之一，其产量和质量对农业生产和人民生活具有重要的影响。

然而，在我国干旱、半干旱地区，盐碱化的土地占据了相当大的比例，这也给马铃薯的种植和生产带来了巨大的困难。

因此，如何提高马铃薯的耐盐性，使其在盐碱土地上生长发育更加良好，是当前马铃薯研究的一个热点和难点问题。

盐碱胁迫是影响农作物生长和产量的主要因素之一。

在盐碱胁迫条件下，土壤中钠离子和氯离子的积累会导致植株生长缓慢、干物质积累量减少、叶片发黄等一系列负面影响。

因此，提高马铃薯的耐盐性，可以有效减缓盐碱胁迫对其生长发育的影响，从而增加其产量和质量。

转基因技术是提高作物抗逆性的重要手段之一，已经在多个作物上获得了一定的成功。

其中，拟南芥AtNHX1基因是一种受到广泛关注的耐盐基因，它可以调控离子在细胞内外的转移，从而减缓盐碱胁迫对植物的影响，提高其耐盐性。

因此，本研究选择AtNHX1基因进行转基因，以提高马铃薯的耐盐性。

同时，为了更准确地评价转基因马铃薯的耐盐性，本研究还进行了田间鉴定。

二、研究内容和方法本研究选用转拟南芥AtNHX1基因进行转基因，并将其与野生型马铃薯进行比较，对其耐盐性进行田间鉴定。

具体研究内容和方法如下：1. 转基因马铃薯的筛选本研究采用Pansy脊椎杆菌介导的遗传转化技术将AtNHX1基因导入马铃薯中，经过筛选，得到了稳定的AtNHX1基因转基因马铃薯。

Atduf26基因过表达对拟南芥抗逆性的影响第一篇范文：Atduf26基因过表达对拟南芥抗逆性的影响在自然环境中，植物需要应对各种生物和非生物胁迫，如干旱、盐害、低温等。

近年来，随着全球气候变化和环境恶化的加剧，植物的抗逆性研究成为了生物学和生态学领域的一个热点。

在众多抗逆性研究中，拟南芥作为一种模式植物，因其基因组序列已知、生长周期短、繁殖快等优点，被广泛应用于抗逆性基因的发掘和功能研究。

本文将重点探讨Atduf26基因过表达对拟南芥抗逆性的影响。

Atduf26基因概述Atduf26基因是拟南芥基因组中的一个基因，其编码的蛋白属于DUF26家族，是一类含有多个保守结构域的蛋白。

目前，关于Atduf26基因的研究还相对较少，但其潜在的抗逆性功能引起了科研工作者的关注。

Atduf26基因过表达拟南芥的构建为了研究Atduf26基因在拟南芥抗逆性中的作用，科研工作者采用基因工程技术，构建了Atduf26基因过表达的拟南芥植株。

通过对比分析过表达植株和野生型植株在不同胁迫条件下的生长状况，可以揭示Atduf26基因在拟南芥抗逆性中的作用。

Atduf26基因过表达对拟南芥抗逆性的影响在干旱、盐害、低温等胁迫条件下，Atduf26基因过表达的拟南芥植株表现出比野生型更强的抗逆性。

研究发现，过表达Atduf26基因的植株，其根系发达，可以更好地吸收土壤中的水分和养分，从而提高植株的抗旱性。

同时，过表达植株的叶片气孔导度减小，减少了水分蒸腾，提高了植株的抗盐性和抗旱性。

此外，过表达Atduf26基因的植株，其抗氧化酶活性更高，有助于清除体内的活性氧，减轻氧化胁迫对植株的伤害。

结论第二篇范文：从生态角度看Atduf26基因过表达对拟南芥抗逆性的影响在生态学中，每一个生物都有其独特的生存技巧，植物也不例外。

在各种生物和非生物胁迫面前，植物如何应对呢？这就要提到拟南芥这种神奇的植物了。

拟南芥因其基因组序列已知、生长周期短、繁殖快等优点，成为了生物学和生态学领域的一个研究热点。

拟南芥响应非生物逆境的分子机制植物在生长过程中会遇到各种各样的非生物逆境，这些逆境包括高温、低温、干旱、盐碱、酸碱等等。

为了适应这些非生物逆境，植物会发生许多生理和生化变化，以增强植物的抗逆能力。

拟南芥是一个常用的模式植物，在响应非生物逆境的分子机制方面取得了许多重要的研究进展。

一、拟南芥响应高盐逆境的分子机制高盐逆境是植物生长过程中最常见的非生物逆境之一，而拟南芥对高盐逆境的响应机制已经得到了深入研究。

在高盐逆境下，拟南芥会增加MAPK信号通路的表达，这会激活许多下游基因的表达。

此外，高盐环境还会导致拟南芥中的蛋白质合成和翻译发生变化，许多分子伴侣蛋白如Hsp70和Hsp90也会发生变化，从而使植物能够适应高盐逆境。

二、拟南芥响应干旱逆境的分子机制干旱逆境是植物生长过程中常见的非生物逆境之一，而拟南芥对干旱逆境的响应机制也已得到了研究。

在干旱逆境下，拟南芥会增加ABA合成，从而调节植物的水分平衡。

同时，干旱逆境还会导致拟南芥中的LTI78等基因的表达增加，这些基因会参与植物耐旱性的提高。

此外，干旱逆境还会导致拟南芥中的转录因子MYC2， MYB2等基因的表达增加，从而参与植物抗旱性的提高。

三、拟南芥响应高温逆境的分子机制高温逆境对于植物来说也是一种常见的非生物逆境，而拟南芥对于高温逆境的响应也已经被研究。

在高温逆境下，拟南芥中的热休克蛋白HSP90， Hsp70和Hsp101等蛋白质的表达会增加，这些蛋白会参与植物的抗高温能力。

此外，高温逆境还会导致拟南芥中SnRK2蛋白激酶表达和活性的增加，从而使植物能够适应高温逆境。

四、拟南芥响应低温逆境的分子机制低温逆境也是植物生长过程中常见的非生物逆境之一，而拟南芥对于低温逆境的响应机制已经得到研究。

在低温逆境下，拟南芥中的ICE1等基因的表达会增加，从而参与植物的低温逆境响应。

此外，低温逆境还会导致拟南芥中的COR15A，COR47等基因的表达增加，这些基因会参与植物的耐寒性。

MYB111调控拟南芥盐胁迫反应的功能探究引言：盐胁迫是植物生长和发育中常见的一种逆境条件。

受到盐胁迫的拟南芥植株往往会出现生长缓慢、叶片黄化、根系发育不良等症状。

为了应对盐胁迫导致的和稀失水的状况，植物通常会调整其基因表达，提高其逆境耐受性。

据了解，MYB家族是植物中重要的转录因子家族，参与了许多生长发育和应对逆境的过程。

本文旨在探究转录因子MYB111在拟南芥盐胁迫反应中的功能探究。

材料与方法：1. 拟南芥野生型植株及myb111突变体的构建和培育。

2. 盐胁迫处理。

将拟南芥植株分为两组，一组为常规水培，另一组在含有一定浓度的盐液中培育。

3. 测定株高和根长。

通过测量植株的株高和根长，了解盐胁迫对拟南芥生长发育的影响。

4. 比色法测定叶片叶绿素含量。

通过叶片提取液的比色法，测定叶绿素含量以评估拟南芥叶片的叶绿素降解状况。

5. 稀土矿位数法检测相对水分含量。

通过稀土矿位数法，检测盐胁迫下拟南芥叶片的相对水分含量。

结果与谈论：经过盐胁迫处理后，与野生型相比，myb111突变体植株的株聪明显降低，根长也较野生型植株短。

同时，叶片也呈现出明显的黄化现象，叶绿素含量较野生型植株降低，表明其叶片中的叶绿素降解速度加快。

另外，稀土矿位数法结果显示，myb111突变体叶片的相对水分含量较野生型植株低，说明其在盐胁迫下失去了保持相对水分的能力。

这些结果表明，MYB111在拟南芥盐胁迫反应中起到了重要的调控作用。

通过调控其他基因的表达，MYB111可能参与了拟南芥植株的生长发育以及对盐胁迫的适应反应。

例如，MYB111可能调控了感光色素合成相关基因的表达，导致叶绿素含量降低，从而引起叶片黄化。

此外，MYB111可能还调整了拟南芥根系的发育，使得根长较短。

而通过抑止其他逆境耐受相关基因的表达，MYB111可能导致了水分含量下降，从而使植株在盐胁迫下更易受损。

结论：通过对MYB111在拟南芥盐胁迫反应中的功能探究，我们发现该转录因子的调控在拟南芥植株的盐胁迫反应中至关重要。

新疆农业科学 2621,55(3) ：522 -072Xinjiang Ag/chlturai Sciexcasdo):32.0443/j. Wo. 141 -4332. 0261.23: 424盐生 膜 体基因（KPHX 2 ）遗传转化拟南芥的耐盐性鉴定,5 ，曾（新疆大学生命科学与技术学；/新疆生物资源基因工（1!实验#，鸟鲁木齐734640）摘 要：【目的】研究盐爪爪液泡膜N 示/H +反向运输载体KPHX 1 （AY725254-基因的耐盐功能，为耐盐育种提供候选基因。

【方法】泾用农杆菌介导花序浸染的方法，将KHX1转入拟南芥中，结合基因组PCR 和 RT- PCR 方法鉴定符合3： 1分离比的转基因株系；利用在盐胁迫下的萌发率、根长和表型分析，结合原子吸收分光光度计法测定叶片的N 示、K +含量，推断其耐盐性。

【结果】对抗生素筛选符合3：1的转基因纯合株系 进行基因组PCR 和RT- PCR 分析，证实KNHX 1基因在拟南芥基因组中整合和表达。

盐胁迫下转基因株系的拟南芥种子的萌发率和根长明显高于野生型。

202 mM NaCi 胁迫处理15 d 的拟南芥成苗，相较野生型叶片萎黄和死亡,转基因植株的生长表型较好，且积累了较高的Na +和K +。

外源ABA 的处理下，转基因植株的发芽率和生长表型也好于野生型o 【结论】盐爪爪（Kdddm foPatum ）是一种藜科（Che 重/（菌示中写盐生灌木，对盐的耐受性很强。

液泡膜N a + /H +反向运输体（NHX ）是在离子稳态中起重要作用的膜蛋白，通过调节胞间 离子的跨膜转运来维持细胞内离子和pH 平衡。

盐生植物盐爪爪KfJHX1能够提高转基因拟南芥的耐盐性，具有提高植物耐盐性的潜力。

关键词 盐生植物;盐爪爪;KNHX 1 ；耐盐性；拟南芥;遗传转化中图分类号：S137 文献标识码:A 文章编号：141 -4334（2421）43 -4565 -084引言【研究意义】盐胁迫是影响作物产量的主要一。

《人工合成耐盐基因NLEAs的筛选及候选基因的功能验证》一、引言随着全球气候的变化和土地盐渍化的加剧，耐盐性成为了植物育种和农业发展的重要目标。

近年来，基因工程技术为提高植物的耐盐性提供了新的途径。

本文将重点介绍人工合成耐盐基因NLEAs的筛选方法及候选基因的功能验证过程。

二、材料与方法1. 材料本实验所使用的植物材料为拟南芥（Arabidopsis thaliana），以及人工合成的耐盐基因NLEAs基因库。

2. 方法（1）筛选策略根据基因库中的信息，选取NLEAs作为耐盐候选基因。

运用生物信息学工具对NLEAs基因进行初步筛选，排除无功能或低表达的基因。

（2）候选基因的克隆与表达采用PCR技术克隆筛选出的NLEAs基因，构建表达载体，并通过遗传转化技术将目的基因导入拟南芥中。

（3）功能验证通过比较转基因拟南芥与野生型拟南芥在盐胁迫条件下的生长状况、生理指标等，验证NLEAs基因的耐盐功能。

三、实验结果1. 人工合成耐盐基因NLEAs的筛选结果经过生物信息学工具的初步筛选，我们成功筛选出了一批具有潜力的耐盐候选基因NLEAs。

这些基因在结构上具有较高的保守性，并且在其他物种中已被证实具有耐盐功能。

2. 候选基因的功能验证结果将克隆得到的NLEAs基因导入拟南芥中，通过遗传转化技术获得转基因拟南芥。

在盐胁迫条件下，转基因拟南芥的生长状况明显优于野生型拟南芥。

通过对转基因拟南芥和野生型拟南芥的生理指标进行比较，我们发现转基因拟南芥在盐胁迫条件下的光合作用效率、叶绿素含量、抗氧化酶活性等指标均有所提高，而细胞膜损伤程度则明显降低。

这表明NLEAs基因具有明显的耐盐功能。

四、讨论本研究成功筛选出了一批具有耐盐功能的候选基因NLEAs，并通过功能验证证明了这些基因在提高植物耐盐性方面的作用。

这些研究结果为进一步利用基因工程技术提高植物的耐盐性提供了新的途径。

然而，本研究仍存在一些局限性。

首先，本实验仅对少数NLEAs基因进行了功能验证，未来还需要对更多的基因进行验证以全面了解其耐盐功能。

ＺＨＯＵ ｎ ｌ ｇ ＺＨＵ ｉｎ ｏ， ＡＮＧ ｙｎ Ｌｉ ｇｉ ， ｎ Ｊａ ｂ Ｗ Ａｉｉ ｇ
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na盐胁迫下降低细胞内na含量并显著增强转基因植物的编码质膜na明确其在na蓝藻质膜na烟草f1本研究将大叶补血草sos1基因转入到拟南芥中进行过量表达后nacl胁迫下转基因植株的长势好于野生型并且转基因植株的鲜重干重均高于野生型说明盐胁迫下转基因植株有较强的耐盐表型保持了良好150200mmolnacl条件下转基因植株地上部分na含量显著低于野生型p005在盐胁迫下sos1将na转运出细胞与植物的耐盐性直接相关
Ａｂ ｔａｔ Ｔｈ ＤＮＡｓｏ Ｓ０Ｓ１（ ｎ ｎ ｃ ｅｓｏ ．Ｅ ８ ４ ８ ， ｌｓ ｍｂ ａ ｅＮａ Ｈ ａ ｔ ｏ ｔｒｇ ｎ Ｓ １ ｓｒ ｃ ： ｅｃ ｆＬｇ Ｇｅ Ｂａ ｋ ａ ｃ ｓｉｎＮｏ Ｕ７ ０ ５ ） ａｐａ ｍａｍｅ ｒ ｎ ／ ｎ ｉ ｒｅ ｅ ｅＬｇ ＯＳ ｐ
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NaCl预处理对拟南芥愈伤组织耐盐性的影响摘要盐胁迫是制约农业生产的重要因素。

在盐胁迫下，植物细胞离子均衡受到破坏，细胞质中积累过多Na+，对植物细胞的代谢产生伤害，主要表现在渗透胁迫、离子胁迫和氧化胁迫蕊代谢紊乱等方面。

试验以拟南芥无菌苗诱导培育愈伤组织，用不同浓度的NaCI做预处理。

结果表明：未经NaCI预处理的愈伤组织在200mmol/LNaCl的培养基上的生长状况较好。

说明NaCI预处理可能通过某种机制对愈伤组织造成一定的损伤，从而为培育耐盐抗盐植株起到一定的启示。

关键词NaCl预处理；拟南芥；愈伤组织；耐盐性全球盐碱地面积巨大，仅我国盐渍区面积就有9913万h2，其中很大一部分为耕地，且盐碱化还在不断加剧。

长期以来，对盐碱地开发利用的研究主要集中在盐碱地土壤的改造和耐盐抗盐植物的培育。

一般来说，盐碱地主要是钠盐含量过高，对植物具有盐胁迫。

在盐胁迫下，通过渗透胁迫、离子毒害以及盐胁迫的次级反应如氧化胁迫等，植物细胞离子均衡受到破坏，细胞质中积累过多Na+，对植物细胞产生伤害。

光合作用、蛋白质合成、能量和油脂代谢等主要生理过程都会受到影响。

植物的抗盐性，即对盐渍环境的适应机理主要是御盐和耐盐。

御盐性植物通过拒盐、稀盐和排盐来保持细胞质的低盐浓度，从而避免盐碱地高盐量对植物的伤害。

耐盐性植物则通过自身的生理代谢变化来抵抗进入细胞盐分的危害，以适应高盐环境。

1材料与方法1.1试验材料试验材料包括拟南芥野生型(col)种子、MS培养基(不含激素)、MS诱导培养基(2，4-D2mg/L+KT0.2mg/L)、75％酒精、1％次氯酸钠、无菌水、NaCl。

1.2试验方法1.2.1拟南芥无菌苗的获得。

将灭菌的种子接种到MS培养基上。

于4℃放置2d后移到培养室。

22℃、16h光照、8h黑暗培养，光照强度110μmoI/(m2·s)。

1.2.2培养诱导愈伤组织。

待幼苗长至7d左右，剪取子叶0.5cm2，接种到MS诱导培养基上。

拟南芥中与植物抗逆性状相关基因的研究拟南芥作为植物学上的经典实验材料，被广泛用于解密植物抗逆性状相关基因的分子调控机制。

植物在面对各种内外环境条件时，会通过基因表达的改变来调整其生物学特性，从而增强其与环境的适应性。

在这些逆境条件下，植物可能会发生生长速度减缓、水分平衡紊乱、氧化应激等病理生理反应，进而影响其生存能力和生殖能力。

因此，研究拟南芥中与植物抗逆性状相关的基因，对于提高植物的逆境适应能力，改善农作物的产量和品质具有重要意义。

一、拟南芥与植物抗逆性状拟南芥是一种可以在实验室中容易培养和繁殖的模式植物。

其基因组序列已经完整解析，为分子生物学研究提供了优良的实验条件。

从植物的进化角度看，拟南芥是配子植物门下的拟南芥科，广泛分布于欧洲、北非和中亚等地。

它可以在艰苦的环境条件下存活和繁殖，比如可以在干旱、寒冷、高盐度、高镉等逆境条件下仍然保持正常的生物学功能。

植物在面对逆境时表现出的抗逆性状和产生的生物学响应是通过一套复杂的基因调控网络来实现的。

拟南芥中的抗逆性状包括生长速度、作物产量和干物质的积累等多个方面。

与这些抗逆性状相关的基因主要包括激素信号转导通路、转录因子、代谢途径等。

这些基因通过调控拟南芥正常的生物学流程，来适应不同的环境条件，从而提高植物的逆境适应性。

二、拟南芥中与植物抗逆性状相关的基因家族植物抗逆性状的表现是由多个基因相互作用协同完成的。

这些基因被分布在整个基因组中，往往被组织成家族的形式，这些基因家族包含了多个类似或功能相似的基因。

在拟南芥中，已经鉴定出了多个与植物抗逆性状相关的基因家族，包括WRKY家族、AP2/ERF家族、bHLH家族和NAC家族等。

WRKY家族是拟南芥中非常重要的转录因子家族，它们在植物的生长发育、病虫害防御和抗逆应答等方面发挥了关键的调控作用。

WRKY转录因子包含一个高度保守的Cys-2/His-2型锌指结构，通过与DNA特异性结合来调控基因的表达。

在环境逆境下，WRKY基因家族的成员可以被激活并调节其它基因的表达，从而调控植物的生物学反应，来增强植物的抗逆能力。

摘要根对植物的生长发育具有极其重要的作用，根的生长受到许多逆境因子如高盐、干旱等的调控。

盐胁迫下，主根的生长受到抑制，进而使植物整体发育受损。

植物处于高盐环境时，体内的一些氨基酸含量发生显著变化，这些变化影响主根的发育。

氨基酸是生命过程所必须的，氨基酸转运体将氨基酸运送到植物体的各个部位，在植物生长发育过程中发挥重要作用，但氨基酸转运体是否在盐胁迫调控主根发育中起作用，具体作用机制如何均未见报道。

本课题通过筛选发现盐胁迫下氨基酸转运体AAT1（Amino acid transporter1）基因缺失突变体aat1-1和aat1-2的主根伸长比野生型（WT）更为敏感，我们进一步研究了AAT1基因的组织表达，蛋白亚细胞定位，并研究了其在调控盐胁迫抑制主根伸长中的作用及机制，主要结果如下：35S::AAT1-YFP转基因植株显示AAT1定位在质膜。

GUS染色发现AAT1主要在叶片、下胚轴、根部以及果荚中表达。

AAT1的表达受盐胁迫诱导。

盐胁迫下aat1-1和aat1-2的分生区长度短于WT，分生区细胞数目少于WT，但细胞长度无明显差异，说明盐胁迫下AAT1的缺失抑制了根分生组织细胞的分裂从而使分生区长度变短。

外源施加低浓度的生长素能减小NaCl处理下aat1与WT根长的差异，同时用生长素输出抑制剂NPA（Naphthyl phthalamic acid）处理aat1与WT，其表型与NaCl处理下的表型相似。

利用qRT-PCR技术对WT和aat1的生长素输出载体PIN1（PIN-FORMED1）、PIN2、PIN3、PIN4和PIN7以及输入载体AUX1（AUXIN1）基因表达进行分析，结果显示，盐胁迫下aat1突变体PIN4、PIN7以及AUX1的表达量显著低于WT。

将aat1突变体与DR5::DR5-GFP以及PIN-GFP植株杂交，并用100mM NaCl 处理杂交后代，观察荧光，结果表明，AAT1基因的缺失主要抑制了PIN4和PIN7的表达，改变了生长素原有的分布模式，使体内生长素含量降低，进而抑制主根的伸长。