耐盐基因及转基因烟草研究进展
作物耐盐机制及作物耐盐分子育种研究进展
作物耐盐机制及作物耐盐分子育种研究进展摘要:本文概述了作物耐盐机理、作物耐盐分子育种(相关基因的克隆及转基因作物)和几种重要作物耐盐研究现状,并对作物耐盐机制研究进行展望。
同时从分子、细胞和个体水平简述作物耐盐机制,为未来的作物耐盐研究提供基本的理论参考。
关键词:耐盐机制分子育种全球有大约三分之一的土地为盐碱地,由于耕作方式的不当,次生盐碱地面积逐年增加,至今全球大约有57亿亩土地受到盐害影响,其面积占据了全球6%的土地面积[1]。
而土壤中盐分过高是抑制植物生长发育的重要环境因素,绿色植物的主要生理过程光合作用、能量和脂肪代谢等都会受到盐胁迫的影响,从而导致作物减产甚至死亡[2]。
目前,农业用地的盐碱化程度仍在不断加重,有研究显示预计到2050年,将有超过50%的耕地盐碱化。
众所周知,全球人口仍在急剧增长,食品安全问题已然成为研究关注焦点。
如何利用盐碱土地对维持农业生产的可持续性发展起到了重要作用。
要想解决此问题,一种方法是优化土壤,降低盐份含量;另一种方法是培育耐盐的作物品种,使其适应盐碱含量较高的土地。
但改良土壤不仅耗资巨大、时间长,而且随着化学物质的大量引入进一步的加重了土壤次生盐碱化,因此,摸清作物耐盐机制并培育耐盐的作物品种是对盐碱地改良的最佳手段。
本文基于查阅大量耐盐相关文献,对作物耐盐机理、作物耐盐分子育种(相关基因的克隆及转基因作物)和几种重要作物的耐盐研究进展进行整理,概述现阶段作物耐盐机制及作物耐盐分子育种研究进展。
同时从分子、细胞和个体水平简述植物耐盐机制方面的重要进展,为未来的实际应用提供基本的理论参考。
1、作物耐盐机制随着分子生物学、生理学和基因组学的发展,人类对于植物耐盐的生理和分子机制也有了更深刻的认识。
在耕地盐碱化日趋严重的今天,研究粮食作物的耐盐机制成为保证人类食品安全的重要举措之一。
盐碱化是指土壤中含有高浓度的可溶性盐。
当土壤的ECs值大于等于4dS/m时,该土地就被称为盐渍化土壤。
植物耐盐相关基因及其耐盐机制研究进展
分子植物育种,2006年,第4卷,第1期,第15-22页MolecularPlantBreeding,2006,Vol.4,No.1,15-22专题评述InvitedReview植物耐盐相关基因及其耐盐机制研究进展单雷1,2*赵双宜2夏光敏21山东省农业科学院高新技术研究中心,济南,250100;2山东大学生命科学学院,济南,250100*通讯作者,shlei@beelink.org摘要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AtHAL3a、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;Δ'-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和Δ'-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。
关键词植物,耐盐基因,耐盐机制ResearchProgressontheIdentificationofSalt-toleranceRelatedGenesandMolecularMechanismonSaltToleranceinHigherPlantsShanLei1,2*ZhaoShuangyi2XiaGuangmin21Hi-TechResearchCenter,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan,250100;2SchoolofLifeSciences,ShandongUniversity,Jinan,250100*Correspondingauthor,shlei@beelink.orgAbstractThetraitofsalt-toleranceinhigherplantisaverysophisticatedquantitytrait,whichneedlotsofgenesanddifferentkindsofsalt-tolerantmechanismtocoordinate.Thispapersummarizestheachievementsandthere-centdevelopmentsofplantsalttoleranceresearchathomeandabroad.Na+/H+antiporter,K+transporterHAKandtheregulationgeneAtHAL3aofK+transport,andhighaffinityK+transporter(HKT)andsooncanwithstandsaltstressthroughregulatingiontransportandreestablishinghomeostasisinplantorplantcells;Delta’-pyrro-line-5-carboxylatesynthetaseandreductase(P5CS,P5CR)gene,cholinemonooxygenase(CMO)andbetainealdehydedehydrogenase(BADH),mannitol-1-Pdehydrogenase(mtlD),sorbitol-6-Phosphatedehydrogenase(gutD)andtrehalose-6-phosphatesnthasegenecanmaintaintheosmoticpressureandscavengeROS,aswellasstabilizetheproteinstructuretopreventharmfromsaltstressthroughthebiosynthesisofosmoprotectiveagents;Alsotheantioxidantenzymessuchassuperoxidedismutases(SOD),catalases,andenzymesinascorbate-glu-tathionecycle,etc.playthekeyrolesofscavengingmoreROSinplantcells;Aquaporinsandlateembryogenesisabundant(LEA)proteinsparticipateintherespondingofmulti-stress,whichmayberelatewithmaintainwaterbal-anceincell;Inaddition,thereceptorprotein,cis-actingelement,transcriptionfactor,kinasesandotherregulationsequencescanactivateorinhibitsomedownstreameffectgenesrelatedwithstress,andallofthesegenesmakefull分子植物育种MolecularPlantBreedingfunctionscoordinatelyindifferenttimeandspacetokeepplantgrowinganddevelopingregularly.Inbriefsumma-ry,thispaperalsoindicatesthebasicmolecularmechanismofplantperceivingthesignalofsaltstressandre-spondingtoitasagloballevel,andestablishesthetheoreticalbaseforthemoreresearchofplantsalttoleranceaswellasbreedingofsalttolerancecrops.KeywordsPlant,Salt-tolerantgenes,Molecularmechanismofsalttolerance高通量、大规模的基因表达分析丰富了人们对盐胁迫下,植物基因表达调控机理的认识。
烟草转基因研究进展
用 了烟草 叶片 。
是 通过 植 物基 因工程 技术 将编码 特殊性 状 的外源 基 因构建 到植物பைடு நூலகம்表达 载体 上 , 过生 物 、 理或化 通 物 学等 方法 , 导入 受体 烟草 细胞 或组织 中, 后 由受 然
现 乙酰 丁香 酮是 农 杆 菌 介导 法 使 用 的关 键 , 以 所 现在农 杆菌 介导 法在 单子 叶植物 转基 因 中也 被广 泛利用。 1 2 外植 体选 择 .
烟草 的遗 传转化 多选 用 叶片为 外植体 。如 在
收 稿 日期 : 0 2O — O 2 1 一4 2
第 一 作 者 简 介 : 靖 ( 9 8 ) 女 , 苏 省 绍 兴 市 人 , 读 学 吕 1 8 一. 江 在 士 , 事 烟 草 转 双 价 抗 菌 基 因 研究 。 从 通讯 作 者 : 若 超 ( 9 7) 男 , 蒙 古 自治 区 乌 海 市 人 , 蒿 1 7一 , 内 博 士, 助理 研 究 员 , 事 油 菜 转 基 因 育 种 研 究 。 Ema : a 从 - i h— l
介 导 法 中常 选 用 叶 盘 法 , 用 的 叶 面 积 一 般 以 选 0 5 . m . ~1 0c 为宜 。或 叶 片 直接 用 于 基 因 枪 , 激
光束等 射击 。例 如 参 照 D nel的方 法 制 备包 裹 ai l 载体 D NA 的金 粉 微 弹 ( . m) 并 用 P S 0 6 , D一 1 0 / 型基 因枪 轰 击 叶 片 的应 用 , 盘法 0 0 He ]叶
污 染 。
1 烟 草 转 基 因 技术 研 究
1 1 转 基 因 方 法 .
转基因食品研究报告成果
转基因食品研究报告成果
转基因食品研究报告成果仍有很多,以下是其中一些重要的成果:
1. 增加产量:转基因作物通过遗传工程技术,引入了抗虫、抗病等抗性基因,使作物能够抵抗病虫害的攻击,提高了作物产量。
例如,转基因玉米和大豆可以抵抗一种叫做玉米螟的害虫,显著提高了产量。
2. 提高营养价值:转基因食品研究还致力于提高食物的营养价值。
例如,通过转基因技术,科学家们成功地提高了黄金大米中维生素A的含量,从而有助于防治维生素A缺乏引发的健
康问题。
3. 减少农药使用:通过转基因技术,科学家们引入了植物抗虫、抗病基因,使作物能够自身抵御病虫害的攻击,从而减少了对农药的使用。
这对环境保护和人类健康都有积极影响。
4. 增加耐旱性和耐盐性:转基因食品研究还致力于培育耐旱和耐盐作物。
通过转基因技术,科学家们引入了相关基因,使作物能够在干旱和盐碱地区生长,增加了作物的适应性,提高了农作物的产量。
5. 保护环境:转基因作物在种植过程中可以减少农药的使用,减少农药对环境的污染。
此外,转基因作物也有可能减少土地的占用,保护自然资源。
总的来说,转基因食品研究报告成果主要体现在提高作物产量、改善食物营养价值、减少农药使用、增加作物的抗逆性等方面。
这些成果对于解决全球粮食安全问题和促进可持续农业发展具有重要意义。
植物耐盐性的信号转导途径及相关基因研究进展
WUJ n , O GB oa , e u A G Sn ( t e e L brt yBe i aeo r nPsc e i ‘ S N a —r HU D — ,Y N og Sa y a o o r dn B s fGe eid a t y tK ar e g e ti
山 地 农 业 生 物 学 报
关 的信 号转 导途径 及 其相关 基 因进行 综述 , 对 其发 展前 景作进 一 步展望 。 并
21正 01
1 盐 超敏 感 (a vr esi , O ) 号转 导 途径 及 相 关 基 因 s t e ysniv S S 信 lo l te
在 SS O 信号途径及相关基 因的研究 中,h Z u等 一 以模式植物拟南芥为研究对象 , 用快 中子轰击 采 (a et nbm a m n) T—D A诱变及化学 突变 ( E S f t u o o br et 、 sn r d N 如 M 诱导 ) 等遗传 突变 的分析手段 , 获得 5组 S S突变 体 , O 并从 中鉴定 出 了 5个 相 关 的耐 盐基 因 ( O 1S S 、O 3S S S S 、O 2 S S 、O 4和 S S ) O 5 。其 中 ,O 1是 S S SS O
液 泡 的过程 J u 等人 的报 道称 , 。R s 在拟南 芥 中 , S S 一 O 3和 HK T双 突变 体植 株 与 S S 突变 体 相 比, O 3单 其
o d ctn Cnefr e ac n e l r m Fn hmcl, u h uU i rt,G i n u hu fE ua , et o Rs r a D v o n o i C e i s G i o n e i o i r e h d ep e f e a z v sy u ag G  ̄ o y
植物耐盐性相关基因及其调控机制
植物耐盐性相关基因及其调控机制随着全球气候变化和人类活动的加剧,许多地区的土壤开始变得越来越咸,如何种植一个能够耐受高盐环境的农作物,成为了一个重要的研究领域。
为此,研究者们发现了一些植物抗盐的基因和调控机制,这为开发耐盐性农作物提供了有力支持。
一、植物耐盐性的意义盐碱化,是指土壤中盐分超标的现象,是全球面积最广泛的土地荒漠化类型之一。
高盐对许多作物的生长产生不良影响,导致产量大幅降低。
植物对抗高盐胁迫的耐性是指植物在高盐环境下仍能正常生长的能力,是决定作物耐盐性的关键因素,也是开发大面积耐盐农作物的先决条件。
因此,研究植物抗盐的分子机制,对有效克服污染盐化产生的负面影响,从而实现可持续发展具有至关重要的作用。
二、植物耐盐性基因为了研究植物的耐盐性及其调控机制,科学家们利用生物技术手段,发现了一些与盐耐性相关的基因。
其中最显著的代表是SOS信号通路与抗盐基因。
在这些基因中,最重要的是SOS1,SOS2和SOS3基因。
SOS信号通路是一种研究比较突出的植物抗盐信号通路,包含了SOS1、SOS2 和SOS3/22三个子基因。
SOS1 基因编码调节离子通道的蛋白质Na+/H+逆向转运子。
这个蛋白质能够调节离子内在和外在的平衡,从而让植物在高盐环境中减少离子的吸收,减轻盐分对植物的影响。
SOS2和SOS3/22基因则控制着钙信号的产生和调节,分别编码蛋白激酶和蛋白酶,可以被NaCl、ABA、高糖和低温等因子激活,从而调控并缓解植物的耐盐性。
另外,NHX基因家族也是一个非常重要的耐盐性基因家族。
该家族的成员NHX1、NHX2等编码Na+/H+逆转运体,能够促进植物的吸收和转运Na+,降低外界Na+对细胞内水分的影响,维持植物细胞内、外离子的平衡。
此外,还有LIPE1、P5CS、LEA等抗盐基因家族也被广泛的应用在各类抗盐转基因作物中。
三、植物耐盐性机制在盐体环境中随着离子浓度的增加,会使得细胞环境产生一系列的改变。
设计实验验证耐盐转基因植株的方法_概述说明
设计实验验证耐盐转基因植株的方法概述说明1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨设计实验验证耐盐转基因植株的方法。
随着全球气候变暖和盐碱地面积扩大,盐胁迫对农作物生长产生了严重影响。
为了解决盐胁迫问题,科学家们通过转基因技术研发出了一些具有良好耐盐性能的转基因植株。
然而,在将这些转基因植株应用于实际种植中之前,需要进行充分的实验验证确保其效果可靠。
1.2 文章结构本文分为五个部分:引言、耐盐转基因植株的意义、设计实验方案、实施实验及数据分析以及结论和展望。
1.3 目的本篇文章的目的在于介绍并详细说明一种验证耐盐性转基因植株的方法。
通过制备耐盐转基因杂交种子以及设计合适容器装载转基因植株,并设置不同浓度的盐溶液对比试验组与对照组进行处理观察,最后收集数据并进行分析,以验证耐盐性转基因植株是否具有有效的抗盐能力。
通过本实验方法的验证,我们可以更准确地评估耐盐转基因植株的效果,并为未来研究方向提供建议和展望。
2. 耐盐转基因植株的意义2.1 盐胁迫对植物生长的影响在全球范围内,盐胁迫是导致许多作物减产和死亡的主要原因之一。
高浓度盐溶液会导致土壤中的水分被抽走,使植物无法吸收足够的水分以维持正常生长和发育。
此外,盐还会累积在植物体内,导致细胞脱水和离子不平衡。
这些负面效应会限制植物的生理过程、营养吸收和光合作用,从而降低生长速度、产量和品质。
2.2 转基因技术在耐盐性改良中的应用转基因技术通过引入耐盐性相关基因或调控基因表达来提高植物对盐胁迫的适应能力。
通过转基因技术,可以增加或改变植物体内特定基因的表达方式,从而使其具备更好的耐盐性能。
研究表明,在转基因植物中引入耐盐性相关基因后,植物能够更好地适应盐胁迫环境,维持正常的生长和发育。
2.3 现有研究中耐盐转基因植株及其优势许多研究已经成功开发出具有耐盐性的转基因植株,并展示了其在耐盐性改良中的巨大潜力。
这些耐盐转基因植株在实际种植中表现出较高的抗逆能力和增产效果。
盐胁迫对植物的影响及植物盐适应性研究进展
盐胁迫对植物的影响及植物盐适应性研究进展一、本文概述盐胁迫,作为一种常见的非生物胁迫,对植物的生长和发育具有显著影响。
在盐碱地等极端环境中,植物常常面临高盐浓度的挑战,这对其生理代谢和生存策略提出了严峻的要求。
为了适应这种环境压力,植物发展出了一系列的盐适应性机制。
本文旨在综述盐胁迫对植物的影响,包括生长抑制、光合作用降低、离子平衡失调等方面,并深入探讨植物在盐胁迫下的适应性研究进展,包括离子转运、渗透调节、抗氧化防御等多个方面。
通过对这些适应性机制的研究,我们不仅可以更好地理解植物如何应对盐胁迫,而且可以为植物耐盐性的遗传改良和盐碱地的生态恢复提供理论支持和技术指导。
二、盐胁迫对植物生理生态的影响盐胁迫是指土壤中含盐量过高,对植物的生长和发育造成不良影响的环境压力。
盐胁迫对植物的影响表现在多个层面,涉及生理、生态、形态和分子等多个方面。
在生理层面,盐胁迫首先影响植物的水分平衡。
由于土壤中的高盐浓度,植物吸水变得困难,导致细胞内外的渗透压失衡,进而引发细胞脱水和生理功能紊乱。
盐胁迫还会破坏植物的光合作用系统,降低叶绿素的含量和光合效率,从而影响植物的光能利用和有机物的合成。
在生态层面,盐胁迫导致植物群落的结构和组成发生变化。
盐胁迫下,一些耐盐性强的植物种类或品种可能获得竞争优势,而一些对盐敏感的植物则可能因无法适应而死亡或生长受阻。
这种植物群落的演替过程可能导致生物多样性的降低,影响生态系统的稳定性和功能。
在形态层面,盐胁迫会导致植物出现一系列适应性的形态变化。
例如,耐盐植物往往具有较厚的叶片和茎秆,以减少水分蒸发和盐分积累;根系也更加发达,以增加对水分和养分的吸收面积。
一些植物还会通过减少地上部分的生物量分配,增加地下部分的生物量分配来适应盐胁迫环境。
在分子层面,盐胁迫会引发植物体内一系列的生理生化反应和基因表达变化。
例如,植物会通过调节渗透调节物质的合成和积累来维持细胞内外渗透压的平衡;一些与盐胁迫相关的基因也会被诱导表达,编码耐盐相关的蛋白质或酶类,以增强植物的耐盐能力。
植物耐盐转基因研究进展
1 2 K / 通 道 转 运蛋 白 . H
。
K 是一种重要 的细胞渗透 调节剂 , 液泡 中 K 的积 累是 植物在高盐条 件下 的非常重要 的特征 。K / 逆 向转运 蛋 H
白促使在液泡膜激活摄取 K 导致液泡和胞质两者 间 K , 的
不均匀分布。N X 家族调节 细胞 内 N 度及 N K H s a浓 a / 比 例, 对维持盐胁迫下细胞内离子平衡 、 维持胞 内 p H值 和渗透 膨压有极其重要的作用 。
1 1 Na /H . 通 道 转运 蛋 白
高效排 除从胞质和液泡中积累的过多的 N a 是植物适应 盐胁迫的主要机制 。植物 N H 逆 向转运蛋白活性 首先在 a/ 大麦 被 发现 , 可 以在液 泡 膜上 将 N 与 H 它 a 进 行 交 换 。N H a / 在植物盐胁迫下将 N 从胞 内移除到液 泡或 a 胞外 , 以维 持 细 胞 内 的低 N 水 平 “ 。已 发 现 的 成 员 a ] AN X1已被鉴定为重要 的耐盐决 定 因子 , tH 促进 液泡 中 N a 的积 累。N X蛋 白普遍 被认为在 N 进入液 泡的 隔离 中起 H a 关键作用 , 避免盐胁迫下植物胞质 中的离子毒 害 。S S O 1基 因编码一 个 N H a / 逆 向转运 蛋 白 , 干扰 拟南 芥 和 盐 芥 中
SS O 1的 表 达 , 果 显示 在 盐 胁 迫 下 S S 结 O 1的 R A 导 致 S S N i O1
不断加重 , 使得 提高和人们生 活息息相关 的经济作物及林木 的耐盐性成为抵抗土壤盐碱化和土壤改 良的最经济有效的手 段 。 目前 , 已通过转入相应的参与渗透调节 、 响离子转运和 影 分 布、 激活耐盐防御信号分子等基 因的方式 。 , 获得 了很多
烟草遗传与生理学的研究进展
烟草遗传与生理学的研究进展烟草是我国重要的经济作物,然而烟草生长的复杂生理机制一直是研究的难点之一。
近年来,随着生物技术的发展,烟草遗传与生理学的研究也取得了重要进展,本文将分析烟草遗传与生理学的研究进展,探讨其对烟草产业的发展的重要意义。
一、烟草遗传学的研究进展1.基因组测序技术的广泛应用随着基因组测序技术的不断发展,烟草基因组的整体测序已经完成,这为深入研究烟草遗传学奠定了基础。
同时,大规模测序技术的出现也推动了烟草基因组学的研究。
例如,通过比较不同品种烟草的基因组,可以发现不同基因型之间存在的差异,为烟草新品种的育种提供了重要的参考。
2.烟草品质和抗性基因的研究烟草品质和抗性是决定烟草产量和质量的重要因素。
近年来,研究人员通过功能基因组学和遗传改良等手段对这些基因进行了深入的研究。
例如,研究人员通过分析烟草品种间不同的基因表达差异,发现了多个与烟草烟碱合成相关的基因,这些基因的研究有望为培育更高产、高质的烟草品种提供重要的基础。
3.转基因烟草的研究近年来,研究人员还成功将现代生物技术手段引入烟草遗传学领域,通过转基因技术改变烟草的表型和特性。
例如,研究人员通过基因编辑技术成功修改了烟草中乙烯合成相关基因,获得了对烟草生长的重要影响。
另外,转基因烟草还有望用于生产药用蛋白等方面。
二、烟草生理学研究进展1.烟草光合作用机理的研究烟草是恒光作物,光合作用对其生长和发育至关重要。
近年来,研究人员对烟草光合作用的机理进行了深入研究,发现了多个与光合作用相关的分子机制。
例如,研究人员发现,烟草中C4代谢途径的增加可以提高光能转化效率,这为培育高产优质的烟草品种提供重要的基础。
2.烟草耐盐性的研究烟草种植需要适应不同的土地和气候条件,其中耐盐性是影响烟草产量和品质的关键之一。
近年来,研究人员通过分析烟草耐盐性相关基因的表达差异,揭示了与烟草耐盐性相关的基础生理机制,并根据这些机制进行了相关基因改良,提高了烟草的耐盐性。
植物耐盐生理机制及耐盐性研究进展
Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.7植物耐盐生理机制及耐盐性研究进展蒋宇杰山东师范大学,山东济南 250000摘要 盐胁迫会对作物的生长造成一定的影响,从而造成产量下降。
阐述了盐胁迫对植物的影响,并综述了植物耐盐机理的研究、植物的耐盐性等。
通过对国内外有关文献的分析,提出了一些可以改善作物耐盐性的方法,进一步研究植物的抗盐性,给选育和生产奠定了基础。
关键词 盐胁迫;植物生长机理;抗盐性中图分类号:Q945.78 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)07–0020-031 盐胁迫对植物的影响 盐胁迫对植物生长和发育等方面都有明显的影响。
究其原因,主要有以下2点:第一,盐胁迫会使植株的水分吸收能力下降,从而使植株的生长受到抑制,这就是所谓的渗透胁迫[1]。
如果过量的盐分进入植株,就会对植株的细胞产生损伤,进而对植株的生长产生更大的影响。
第二,离子毒性在盐的浓度到达临界点后会出现,导致植物无法保持离子平衡,从而导致二次伤害。
结果表明,盐胁迫对植物的萌发、生长、光合色素、光合作用、离子平衡、养分平衡等都有影响。
1.1 盐分对植物生长发育的影响种子发芽是植物生命活动的基础和关键环节,是影响植物生长发育和繁殖的重要因素。
研究观察到,光果甘草和胀果甘草在400 mmol/L NaCl条件下的萌发率、根长、根鲜重等均显著降低。
有研究表明,盐害对松果菊种子发芽有显著的抑制作用,对发芽、发芽指数等都有明显的抑制作用,会延迟种子萌发时间,使其萌发周期拉长[2]。
总之,盐分胁迫对种子萌发有一定的抑制作用。
盐害对植株的表现效应主要有:新枝生长缓慢,植株高度下降,叶片枯黄、枯萎等,而与生理变化相比,植株生长速度较慢。
植物受到盐害的第一个征兆是老叶,然后是新叶。
植物老叶的盐害表现为:叶片边缘和叶片尖端先枯萎,接着变为黄绿色,再到凋谢,最终叶片发黑,叶片枯死。
植物耐盐性分子机理研究进展
植物耐盐性分子机理研究进展赵祥强(南通大学生命科学学院,江苏南通226007)摘要 综述了植物耐盐性分子机理方面的研究进展,同时对培育耐盐作物中存在的一些问题进行了分析。
关键词 耐盐性;渗透调节;离子平衡;信号转导;转基因作物中图分类号 S311 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-07844-06A dv an c e s in S tud ie s o n th e M o le cu la r M e c h a n ismo f P la n t ’s Sa lt T o le ra n c e ZHAO X ia n g -q ian g (S ch oo l o f L ife S c ien ces ,N an ton g U n iv e rsity ,N an ton g ,J ian g su 226007)A b s tra c t T h e adv an ce s instu die s onth e m o lecu la r m e ch an ismo f p lan t ’s sa lt to leran ce w ere rev iew ed.A t th e sam e ti m e ,som e e x is tin g prob lem s inth e cu ltiva tion o f sa lt-re sis tan t crops w e re an a ly zed.K e y w o rd s S a lt to le ran ce ;O sm o tic ad ju stm en t ;Ion h om eo sta sis ;S ign a l tran sdu c tion ;T ran sgen ic crop基金项目 江苏省高校自然科学基金项目(07K JD 180168);南通大学博士科研启动基金项目;江苏省植物功能基因组学重点实验室开放课题。
植物耐盐基因筛选方法及其转基因育种研究
植物耐盐基因筛选方法及其转基因育种研究韩强;贺雪莲;卓仁英;何正权【摘要】植物对盐胁迫的耐受性是一个复杂的过程,涉及渗透调节、离子平衡和区域化及抗氧化防御系统等多个方面.综述了植物耐盐基因的筛选方法(抗性表达文库、耐盐突变体的图位克隆、基因差异表达和电子克隆)及通过这些方法所获得的部分耐盐基因;并在此基础上简述了耐盐基因在改良植物抵御盐胁迫方面的应用概况.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2015(054)013【总页数】5页(P3078-3082)【关键词】盐胁迫;耐盐基因;基因克隆;转基因育种【作者】韩强;贺雪莲;卓仁英;何正权【作者单位】三峡大学生物技术研究中心,湖北宜昌443002;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江富阳311400;三峡大学生物技术研究中心,湖北宜昌443002;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江富阳311400;中国林业科学研究院亚热带林业研究所,浙江富阳311400;三峡大学生物技术研究中心,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】Q789高盐环境严重影响植物的生长和发育,是造成作物减产的主要原因之一,高盐环境甚至导致作物减产50%以上,严重制约了现代农业的发展。
部分地区由于降雨量少、海水倒灌以及采用大棚种植,土壤中盐分日积月累,导致世界范围内土壤盐渍化日趋严重和可耕地日趋减少。
研究植物耐盐胁迫的分子机制,寻找改良植物耐盐性的有效方法已成为植物分子生物学家研究的热点。
植物耐盐机理涉及多种基因和分子的协调作用[1],一般来讲,植物的耐盐性与盐分的吸收、运输、分配、生物膜功能、离子区域化作用及渗透调节物质的合成和积累密切相关[2]。
对于植物耐盐基因工程来讲,获得关键耐盐基因及其功能鉴定显得尤为重要。
本文综述了近几年来耐盐基因的主要筛选方法(抗性表达文库、抗性突变体的图位克隆、基因差异表达、基因电子克隆)和耐盐相关基因及其在植物改良方面的应用。
植物抗旱耐盐基因的研究进展
Corso dn uh rd oih sh o r p n ig to,a yI@ ouc m e a
DOI 1 9 9 g b 0 9 0 0 4 : 03 6 / a 2 .0 5 2
Ab t a t M a y g n sr lt d t r u h n a tr ssa c a e b e l n d a d a a y e n r c n e r .Th sr c n e e e ae o d o g ta d s l e it n eh v e n co e n n lz d i e e ty a s e a ii fd o g ta d s l r ssa e i a tc n bei r ve y e p e so ft e eg n svi a s e c tc n l b l y o r u h n at e itnc n pln a mp o d b x r s i n o s e e at n g ni e h o — t h r og The an y i cud h e e fo mo r g lto t e g n so r ti uc st n so r t i na e y. y m i l n l e t e g n so s —e u ai n, h e e fp o enss h a hege e fp oe n ki s f rsg lta s u t n, ndt e sO a s rp i n l a t ra O o Th s —e ulto a e e i an O — o ina n d c i a g ne ft n c i tO a c o nd S n. e o mo r g a i n l n smanti S r o he r f g mo i te si l n y s n he i fo molt s s c sp o i e b ti e ug r , o y mi sa d S n un e te s tc sr s n p a t y t sso s b y e , u h a r ln , e an ,s a s p l a ne n O o d rsr s c n ii ns Pr d c p o en ki s e e ih beo g t heg n sof r t i r h o o n si e l i n l o d to . o u t of r t i na eg n swh c l n o t e e p o ensa et ec mp ne t n c l sg a ta s u to ndt e eg n sc n p o t e c p i n o ln st e y r to e p n ea d t eta frn fsr s r n d c i n a h s e e a r mo ep r e to fp a t o d h d a i n r s o s n h r nse i g o e s t
毕业论文--植物耐盐机制的研究进展
淮北师范大学2013届学士学位论文毕业论文(设计)的题目植物耐盐机制的研究进展学院、专业生命科学学院生物科学研究方向逆境植物生理学学生姓名黄晓丹学号20091501047指导教师姓名张强指导教师职称副教授2013年 3 月 29 日目录引言 (3)1植物耐盐性的研究 (3)1.1渗透调节物质的积累....................................................................................................................1.2离子区域化 (1)1.3维护膜系统的完整性 (2)1.4大分子蛋白的积累 (2)2 如何提高植物的耐盐性 (2)2.1 对现有植物进行耐盐性筛选 (3)2.2植物在组织器官水平上的耐盐机制 (3)2.3利用现代生物技术育种 (3)3 结语 (6)参考文献 (6)致谢 (8)植物根系耐盐机制的研究进展黄晓丹(淮北师范大学生命科学学院)(指导教师:张强)摘要:盐是影响植物生长发育和产量的最重要的环境因素之一。
长期处于盐性环境中植物的生理特性会发生一定的变化。
从生理学、生物化学、盐胁迫分子生物学机制的角度对植物对盐胁迫的反应研究进行了回顾,并提供了一些现有知识技术水平上可以提高植物盐耐性的办法。
对植物盐胁迫研究现状及进展情况进行了综述, 目的在于为开展植物抗盐机理研究、选育培育耐盐植物新品种提供依据。
关键词:盐胁迫;耐盐机制;离子吸收;抗氧化酶Progress of Studies on Salt Tolerance Mechanisms inPlant RootHUANG Xiao-dan(School of Life Science , Huaibei Normal University)Tutored by ZHANG QiangAbstract:Salinity is the major environmental factor limit ing plant growth and productivity. The responses of plant to salinity stress are reviewed with emphasis on physiological,biochemical,and molecular mechanisms of salt tolerance. Methods within current literature for enhancing salt tolerance of plants are provided. The current researches on salt stress in plants were summarized. This may help to study the salt tolerant mechanism and breeding new salt-toler ant plants.Keywords:salt stress; salt-tolerant mechanism ;ion absorption; antioxidant enzyme引言土壤的盐碱化问题一直威胁着人类赖以生存的有限土壤资源,是日益严重的环境和生态问题之一。
WRKY转录因子在植物耐盐基因工程中的应用进展
段俊枝,杨翠苹,王 楠,等.WRKY转录因子在植物耐盐基因工程中的应用进展[J].江苏农业科学,2023,51(5):71-80.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2023.05.010WRKY转录因子在植物耐盐基因工程中的应用进展段俊枝1,杨翠苹1,王 楠1,冯丽丽1,燕照玲1,齐红志1,陈海燕1,张会芳1,卓文飞1,齐学礼2(1.河南省农业科学院农业经济与信息研究所,河南郑州450002;2.河南省作物分子育种研究院,河南郑州450002) 摘要:土壤盐渍化是抑制植物生长发育、降低作物产量的主要环境胁迫之一。
利用基因工程技术培育耐盐植物以提高植物耐盐性是促进植物生长、提高作物产量的有效途径。
植物特异转录因子WRKY可以调控植物生长发育、响应多种胁迫(如盐、干旱、病原菌等),在抵御盐胁迫过程中具有重要作用。
本文阐述了WRKY转录因子的基本结构,综述了来自各种植物(粮食、经济、园艺作物及其他植物)的WRKY转录因子在模式植物(拟南芥、烟草)、粮食作物(水稻、玉米)、经济作物(大豆、棉花)、园艺作物(番茄、茄子、菊花、苹果)及其他植物(柳树、杨树)耐盐基因工程中的应用进展,分析了该领域目前存在的问题(转单个WRKY基因对植物耐盐性的提高程度有限,大部分转WRKY基因植株仅仅提高了营养生长期耐盐性鉴定,组成型超表达WRKY基因会引起转基因植株生长缓慢、花期推迟甚至产量降低等不良后果等),并提出建议,以期为WRKY转录因子在植物耐盐遗传改良及育种中的应用提供参考依据。
关键词:植物;WRKY转录因子;耐盐;基因工程 中图分类号:S188 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2023)05-0071-10收稿日期:2022-05-25基金项目:河南省农业科学院高层次人才科研启动经费(编号:豫财教[2013]232号2060503)。
作者简介:段俊枝(1981—),女,河北沧州人,博士,助理研究员,主要从事作物遗传育种研究。
转獐茅AlNHX基因烟草的耐盐生理研究
f I A . c.0 83 (8 :54— 55 7 1 J n l 1 Si20 ,6 1)76 7 6 ,64 o oA h
责任编辑
张彩丽
责任 校 对
况 玲 玲
转 獐 茅 A1 NHX 基 因烟 草 的耐盐 生理研 究
30m lLN C et n, erl i lco i cn uti frl ei pat w ss nfat w rhnwl t etbc ( <0O ) T eaa — 0 mo a lr met t e t ee t nc odcit o t s n l s a i ic l l e a d y ac P / ta h av e r v y m g c n g in y o t i ・ p o o .1 .h n y l
烟草类胡萝卜素代谢的遗传及基因工程研究进展
烟草类胡萝卜素代谢的遗传及基因工程研究进展杨永霞;冯琦;王景;崔红;刘国顺【摘要】综述了烟草类胡萝卜素合成和降解途径所涉及的关键基因的分离、功能分析、分子调控及类胡萝卜素代谢的调节和基因工程研究进展,同时对烟草类胡萝卜素代谢的研究方向和应用前景进行了讨论和展望.%Advances in research of biosynthetic and degradation pathway of carotenoid,and hence its related carotenogenic gene as well as carotenoid dioxygenase gene were reviewed. Metabolic manipulation of carotenoid was summarized. Strategies, problems and achievements of genetic manipulation of carotenoid metabolism were discussed.【期刊名称】《中国烟草学报》【年(卷),期】2013(019)001【总页数】5页(P90-94)【关键词】烟草;类胡萝卜素;代谢;基因工程;研究进展【作者】杨永霞;冯琦;王景;崔红;刘国顺【作者单位】烟草行业栽培重点实验室河南农业大学烟草学院,郑州市文化路95号450002【正文语种】中文【中图分类】S572.03植物中的类胡萝卜素是生物体内通过类异戊二烯途径合成,主要是含有40个碳原子的萜类色素物质。
类胡萝卜素在光合作用中担负着光吸收辅助色素的重要功能,起着提高光合效率、保护光合器官、防止光氧化损伤等的重要作用[1-2]。
类胡萝卜素类物质包含很多具有鲜艳色彩的色素物质,可以赋予植物花和果实等器官绚丽的色彩,在植物长期的进化和发育过程中具有重要作用。
此外,植物类胡萝卜素还是许多生理活性物质,如植物激素(ABA,独脚金内酯等)、防御化合物和风味芳香物等生物合成的前体[3-6],因此,研究类胡萝卜素具有重要的现实意义。
表达SmERF1调节烟草种子大小及耐盐性
表达SmERF1调节烟草种子大小及耐盐性化文平;孔维维;韩立敏;曹晓燕【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】【目的】ERF转录因子生物功能广泛,在调控植物生长发育和响应胁迫中发挥重要作用。
前期研究显示,丹参SmERF1参与植物响应胁迫反应。
该研究旨在进一步明确SmERF1潜在的生物功能,并为药用植物抗性及种子发育研究奠定基础。
【方法】该研究采用农杆菌介导的方法在模式植物烟草中异源表达了丹参SmERF1基因;通过抗性相关酶活性变化检测,对转基因植株抗性进行评价;通过酶联免疫方法和qPCR方法分析GA和ABA等激素含量及合成途径关键酶基因的表达变化。
【结果】(1)表达SmERF1的烟草植株在幼苗期表现出生长缓慢、生物量和叶绿素减少,而在其他生长阶段与对照植株没有明显差异;此外,表达SmERF1的烟草植株种子比野生对照的种子小、轻;(2)在盐处理下,转基因烟草株系中脯氨酸含量、SOD和POD活性高于对照株系,而MDA含量低于对照株系,转基因烟草株系表现出较高的耐盐性;(3)在转烟草株系中,ABA含量上调,GA水平降低。
实时定量PCR结果显示,表达SmERF1调节了与植物激素生物合成相关的关键酶基因的表达,如NtSDR、NtGA20ox、NtACO和NtACS。
【结论】SmERF1通过ABA依赖途径增强了烟草对盐胁迫的耐受性,并调控种子大小。
【总页数】7页(P229-235)【作者】化文平;孔维维;韩立敏;曹晓燕【作者单位】陕西学前师范学院生命科学与食品工程学院;陕西师范大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】Q943.2;S572【相关文献】1.缩节安和氯化钙浸种对种子萌发出苗期棉株耐盐性的调节2.不同大小碱地肤种子的萌发耐盐性比较3.γ-氨基丁酸浸种对番茄种子及幼苗耐盐性调节的生理机制4.印度梨形孢通过促进渗透调节物质的合成和诱导抗逆相关基因的表达提高烟草耐盐性5.过表达花生ABA途径抗逆基因AhLOS5提高转基因烟草的耐盐性研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
小麦耐盐基因NAC8对盐胁迫响应的分子机制探究
小麦耐盐基因NAC8对盐胁迫响应的分子机制探究随着全球气候变化的逐渐加剧,盐渍化地区的面积也不断扩大。
盐胁迫是影响作物生长和产量的重要因素,其中小麦是全球重要的粮食作物之一。
为了提高小麦的耐盐性,研究人员对小麦的耐盐基因进行了深入的探究,其中NAC8基因成为研究的热点之一。
一、NAC家族基因简介NAC(NAM, ATAF1/2, and CUC2)是一个重要的转录因子家族,其中包括了多种不同功能的基因。
这些基因在植物的生长发育、逆境胁迫等方面发挥着重要的作用。
随着基因组学技术的不断发展,越来越多的NAC基因被发现,并逐渐被研究人员所关注。
二、NAC8基因的发现与特点NAC8基因是小麦中一个耐盐基因家族中的一个成员,最早由杨栋研究组在2009年发现并命名。
该基因的cDNA全长为3005bp,包含3个外显子和2个内含子。
与其他NAC基因相比,NAC8基因的编码区域较短,仅占据整个基因的23%。
此外,NAC8基因的开放阅读框(ORF)长度为864bp,编码了288个氨基酸。
三、NAC8基因在盐胁迫响应中的作用研究表明,NAC8基因能够调节小麦对盐胁迫的响应。
在盐胁迫条件下,小麦的NAC8基因表达量明显上调。
通过对转基因小麦的分析发现,过表达NAC8基因的小麦在盐胁迫下的生长和幼苗生存率都明显高于野生型小麦。
此外,分析发现过表达NAC8基因的小麦在盐胁迫下能够保持较高的叶绿素含量和光合作用水平,表明该基因可能参与了小麦对盐胁迫的抗性过程。
四、NAC8基因调控小麦耐盐性的分子机制通过对NAC8基因调控小麦耐盐性的分子机制的研究,发现该基因能够调节多个与盐胁迫响应相关的基因的表达。
例如,NAC8基因能够上调小麦中多种离子转运蛋白基因的表达,促进盐离子的积累和富集,从而提升小麦对盐胁迫的抵抗能力。
同时,NAC8基因还能够促进多种抗氧化酶基因的表达,促进小麦对盐胁迫造成的氧化损伤的修复。
五、结论与展望总之,NAC8基因在小麦对盐胁迫的响应和抗性中起着重要的作用。
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磷脂酶 C等 。目前 ,该领域的研究已成为热点课题。 盐胁迫下产生的转录因子可以使相应的抗逆基
因超量表达 、抗逆性物质迅速增加并活化 ,提高植物 的抗逆性 。烟草胁迫诱导蛋白 ( Tsil)属于 ERF转录 因子 ,可同时参与植物对生物及非生物胁迫的反应 。 经高盐处理 , Tsil能迅速被诱导表达并积累 , Tsil的 组成型表达在增强植株耐盐能力的同时 ,还可提高 烟草的抗病性 [ 13 ] ;因此通过改良一个转录因子可以 同时控制多个基因 ,达到事半功倍的效果 [ 14 ] 。而同 时表达 Tsil和 Tsip1 ( Tsi1 互作蛋白 1 )的转基因烟 草比分别表达 Tsil和 Tsip1的植株耐盐性更强 [ 15 ] 。
盐性 细菌胆碱脱氢酶 ( betA ) 、胆碱单加氧酶 (CMO ) 、 甜菜碱醛脱氢酶 (BADH ) 是与甜菜碱合成有关的
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·综述与专论·
生物技术通报
B IO TECHNOLO G Y BULL E T IN
2009年第 10期
耐盐基因及转基因烟草研究进展
王悦琳 李德全
(山东农业大学生命科学学院 作物生物学国家重点实验室 ,泰安 271018)
摘 要 : 盐胁迫是影响植物生存的非生物胁迫之一 ,且日趋严重 。通过改变基因性状可以有效地提高植物耐盐性 。烟 草作为模式植物之一 ,本身还具有重要的经济价值 。对基因工程在烟草抗盐研究方面的应用进行了综述 ,并对以后的发展趋 势进行了展望 ,旨在为烟草抗盐性研究及盐渍化土地资源的开发利用提供参考 。
关键词 : 烟草 耐盐性 基因工程 研究进展
Research Advance on Tran sgen ic Tobaccos of Sa lt2toleran t Genes
W ang Yuelin L i Dequan
( S tate Key L aboratory of C rop B iology, College of L ife Sciences, S handong Ag ricultu ral U n iversity, Taian 271018)
2 烟草的耐盐性机制
盐分抑制植物生长的主要原因是缺水导致的渗 透胁迫和过量盐离子导致的离子毒害 ,进而产生其 它的次级胁迫 ,如氧化胁迫等 [ 4 ] 。 2. 1 渗透保护剂与烟草耐盐机制
盐胁迫会造成烟草细胞内水分外渗 。为了防止 细胞内水分流失 ,维持细胞的正常生理代谢功能 ,烟 草通过氨基酸类 、糖类及其衍生物 ,以及无机渗透调 节物质等渗透物质的调节 [ 5 ] ,缓解盐害造成的渗透 胁迫 ,避免细胞脱水 。 2. 2 离子的选择性吸收与区域化
蛋白质的可逆磷酸化在环境胁迫的响应中具有 重要作用 ,促分裂原活化蛋白激酶 (MAPK)级联途 径就是一类经典的信号途径 பைடு நூலகம்目前已鉴定的烟草中 与盐胁迫相关的 MAPK级联途径的组分有 NPK1和 S IPK等 [ 16~19 ] ,通过调控下游基因 ,提高耐盐能力 。
Ca2 +不仅是植物生长所必需的大量元素 ,起到 维持细胞壁 、细胞膜及膜蛋白稳定的作用 ,同时还作 为第二信使偶联胞外信号与胞内生理反应 ,在调节 植物细胞对逆境反应和逆境适应过程中发挥着重要 的作用 [ 20 ] 。盐胁迫下植物叶片中积累 ABA ,引起气 孔关闭 ,降低水分散失 ,胞内 Ca2 +水平提高 ,即诱发 植物产 生 钙 信 号 [ 21 ] , 也 可 诱 导 钙 结 合 蛋 白 表 达 。 Ca2 +与钙调蛋白 ( CaM ) ,钙依赖性蛋白激酶等钙结 合蛋白结合 ,调节细胞代谢或基因表达 ,可促进烟草 适应逆境 [ 22, 23 ] 。
烟草遭受逆境胁迫时 ,体内总蛋白质的合成速 率会受到影响 ,原有的一些蛋白质的合成受到抑制 , 与此同时又会新合成一些蛋白质 ,即逆境诱导蛋白 。 逆境诱导蛋白对植物的逆境适应起到保护作用 ,有 助于提高烟草耐胁迫能力 。
渗调蛋白首次在烟草细胞中发现并命名 [7 ] , 此后又陆续从盐适应烟草中分离出了不同分子量 的特异性盐适应蛋白 。此外 ,经盐胁迫诱导产生 的植物激素也可对 烟草 耐盐起 到促进 作用 , 如 ABA ,乙烯 ,茉莉酸等 。ABA 不仅可以促进烟草细 胞中渗调蛋白的合成 [8 ] ,还可以通过诱导植物耐 盐信号 传 导 途 径 中 重 要 基 因 表 达 , 增 强 其 耐 盐 性 [ 9 ] 。改建乙烯信号也可以影响植物对盐胁迫的 响应 ,例如 ,分别突变乙烯信号途径当中的核心组 分 E IN2和乙烯受体 N TH K1都可增加烟草植株的盐 敏感性 。这些结果意味着烟草耐盐性可能需要诸如 ABA、乙烯等信号的参与 [ 10 ] 。 2. 4 抗氧化防御系统及其它毒性降解酶
Key wo rd s: Tobacco Salt tolerance Gene engineering Research p rogress
烟草 (N icotiana tobacum )是一种模式植物 ,同时 也是我国重要的经济作物 ,由于烟草制品具有特殊 的品质要求 ,其栽培易受到气候 、土壤等诸多生态因 子强烈制约 ,因而其栽培区域受到限制 。土壤盐分 是制约烟草生长的主要因素之一 ,它不仅造成烟草 产量和品质降低 ,同时还使土壤板结 ,降低土壤的利 用率 [ 1 ] 。长期以来人们致力于培育耐盐碱的烟草 品种 ,但由于植物的抗逆性状受多基因控制 ,而且与 品质性状基因紧密连锁 ,因此通过常规育种方式很 难获得优良的抗逆性品种 。随着科技的发展 ,植物 基因工程技术使达到这一育种目标的理想得以实 现 。据 Borsani等 [ 2 ]报道将耐盐性基因转入植物 ,植 物的耐盐性有了明显改善 。不仅如此 ,根据转入的 基因不同 ,直接或间接对耐盐机制进行了验证 ,推进 了植物生理学的发展 。
液泡是烟草营养和代谢产物的贮存地 ,同时也
收稿日期 : 2009206229 作者简介 :王悦琳 (19832) ,女 ,主要从事植物抗逆生理及分子机制研究 ; E2mail: ylwang2032@ yahoo. com. cn 通讯作者 :李德全 (19552) ,男 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事植物抗逆生理及分子机制研究 ; E2mail: dqli@sdau. edu. com
3 与耐盐有关的基因及烟草的遗传转化
目前已克隆的耐盐基因可按其作用机制分为 以下几类 : ( 1 ) 具 有 渗 透 调 节 保 护 功 能 的 基 因 ; ( 2)与离子吸收和区域化有关的基因 ; ( 3 )参与直 接保护细胞免受胁迫伤害的功能蛋白基因 ; ( 4)具 有抗氧 化 胁 迫 作 用 的 基 因 及 其 它 毒 性 降 解 酶 基 因 ; ( 5)参与胁迫信号传导的基因及表达调节相关 的基因 。大量研究表明 ,通过基因工程技术 ,将涉 及耐盐机制的基因转入植物 ,可显著提高植物的 耐盐性 [ 24 ] 。 3. 1 转入具有渗透保护功能的基因增强烟草耐
随着盐浓度提高 ,活性氧便会大量生成并不断 积累 ,造成氧化胁迫 。抗氧化防御系统是烟草抵御 氧化伤害的重要环节 ,抗氧化物质含量的增加及抗 氧化酶活力增强 ,有利于清除活性氧 ,降低膜脂过氧 化程度 ,维护膜的完整性 ,保持其正常的结构和功 能 [ 11 ] 。较强的抗氧化代谢水平是增强烟草耐盐性 的途径之一 [ 12 ] 。而一些底物毒性降解酶可以消耗 掉活性氧 ,从而达到清除氧自由基的目的 。 2. 5 与胁迫信号传导及基因表达调节相关的基因
多元醇具有亲水性 ,其积累与植物对盐分的耐 受性有关 。Tarczynski等 [ 30 ]首次成功地将细菌来源 的甘露醇磷酯酰脱氢酶 M ltd 基因整合进烟草基因 组中 ,证实了转基因烟草中的甘露糖醇含量显著增 高 ,增加了渗透调节能力 ;而将肌醇甲基转移酶基因 Im tl转入烟草也发现 ,烟草可以合成一种具有较强 亲水力的多羟基糖醇化合物 。该糖醇化合物可有效 地提高植物的光合效率 ,表现出较强的耐盐性 [ 31 ] 。
Ab s trac t: Soil salinity is a major abiotic stress in p lant agriculture strongly, influencing p lant p roductivity seriously. The alterna2 tive strategy is to generate salt tolerant p lants through genetic engineering. Tobacco is used as a model crop and also has important eco2 nom ical value. In order to p rovide reference for studying salt tolerance in tobacco and salinization of land resources development and utilization, the p resent review summaried the recent research about enhancing the salt tolerance by gene engineering. The existing p rob2 lem s and future p rospects were also discussed.
1 盐胁迫对烟草的伤害
盐胁迫使植物在生理和生化各个方面产生不同
程度的变化 ,通常表现为光合速率下降 ,光合结构遭 到破坏 ,叶绿素含量降低 ,活性氧大量产生 ,各种生 物酶活性下降 ,渗透调节物质增加 ,细胞水势降低 , 细胞膜透性增大 ,离子失衡产生离子毒性等 ,严重者 导致植株的死亡 [ 3 ] 。
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