盐地碱蓬耐盐机制的研究
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盐地碱蓬耐盐机制的研究
组长:李怡蕾
组员:迟雯月刘红梅宗昭鑫廖阳斓张冠凤王雨李琛
摘要:本实验以盐地碱蓬为材料,用不同浓度NaCl溶液(0,0.1%,1%,3%,5%,10%)胁迫盐地碱蓬(Suaeda Salsa)幼苗2周,观察盐地碱蓬的生长情况。
用实时荧光定量PCR技术检测0,1%,3%三个盐浓度梯度胁迫下肌醇-1-磷酸合酶基因、胆碱单加氧酶基因、
甜菜碱醛脱氢酶基因相对表达量。
结果表明,肌醇-1-磷酸合酶基因表达量随着盐浓度梯度增
高相对表达量上调。
盐地碱蓬胆碱单加氧酶基因表达量在盐胁迫下下调,甜菜碱醛脱氢酶基
因表达量随着盐浓度梯度增高而上调。
本实验为初步探索盐地碱蓬的耐盐机制提供了一定的
理论依据。
关键词:盐地碱蓬;耐盐机制;肌醇-1-磷酸合酶基因;胆碱单加氧酶基因;甜菜碱醛
脱氢酶基因
Preliminary Study on Salt-tolerant Mechanism of Suaeda Salsa
Song Haofei
School of Life Sciences, Biology, Class 1, Grade 2013, 20132514959
Abstract:Suaeda Salsa seedlings were stressed under different concentration of NaCl solution (0,0.1%, 1%, 3%, 5%, 10%) for two weeks, then the Suaeda Salsa seedlings growth were observed. The Suaeda Salsa leaves under three salt (0, 1%, 3%) stress treatment were piced up to detect the relative expression of the INPS gene, CMO gene and BADH gene by using the real-time fluorescence quantitative PCR technique. The results showed that the relative expression of the INPS gene increased with the increase of the salt concentration. The relative expression of the CMO gene decreased with the increase of the salt concentration. The relative expression of the BADH gene increased with the increase of the salt concentration. The salt-tolerant mechanism of Suaeda Salsa can be further revealed throughout the study.
Key words: Suaeda Salsa; salt-tolerant mechanism; INPS gene; CMO gene; BADH gene
1引言
1.1我国土地盐碱化现状及改良措施
盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤统称为盐碱土或者盐渍土,盐碱土地或者盐渍土地简称为盐碱地[1]。
土壤表层中的可溶性盐类超过1%即为盐土[2],盐土中NaCl、Na2SO4占优势,由其引起的胁迫称为盐胁迫。
常温下NaCl的溶解度大于Na2SO4,一般情况下对作物的危害程度NaCl>Na2SO4。
我国盐碱地分布在东北、西北、华北及滨
海地区等地,多达17个省区[3],土地盐碱化面积超过1亿公顷,约占全球盐碱地面积的1/10,且仍呈现增加的趋势[4]。
土壤盐碱化制约着我国农业的发展,如果对土壤盐碱化问题不管不顾,那片土地极有可能变成荒地,严重影响生态环境。
科学家们做了许多盐碱地改良利用的研究工作,如排水和洗盐等水利工程措施,在水源充足的地方种水稻等农业措施,施用石膏等化学改良剂等化学措施,还有各种生物措施等[2,5]。
传统作物无法在盐渍土中生存,而盐生植物与盐土协同演化过程中形成了一系列适应盐生环境的生存策略,其耐盐机制有重大研究价值[6]。
1.2研究背景
盐地碱蓬(Suaeda Salsa)是藜科碱蓬属一年生盐生植物[7]。
在我国,盐地碱蓬主要分布于北部荒漠地区和东部沿海地区,常生于内陆或滨海的盐渍地带,且在局部地区成为优势物种[8]。
盐地碱蓬4月中旬出苗,5月下旬分枝,5月份盐地碱蓬茎叶幼嫩,叶线型肉质,最适宜采食[9],曾是饥荒年代使人充饥果腹的救命菜,有“黄须菜”、“黄席菜”等含有“菜”的俗名。
盐胁迫给盐地碱蓬带来的直接影响是渗透胁迫,植物体内会合成有关的小分子物质,通过渗透调节以降低水势,维持细胞正常生理功能,从而增强耐盐性。
这些小分子物质有3类:氨基酸类(如脯氨酸等),季胺类化合物(如甜菜碱、胆碱等)和糖醇类(如多元醇、海藻糖等)[10~11]。
有研究报道盐地碱蓬在干旱条件下能通过进一步吸收盐离子至根、茎、叶部,进行无机渗透调节,促进水分的吸收[12]。
种子正常萌发是出苗的前提。
李存桢等[13]、管博等[14]用不同浓度的NaCl(最高浓度为3.6 g/100 mL)溶液处理盐地碱蓬种子,都得出了低盐速萌、高盐休眠但复水速萌是盐地碱蓬种子的萌发策略。
高盐浓度下多数种子能够保持活力,少数种子在较高的盐浓度下也能萌发,即使在100%海水中也有少数盐地碱蓬种子能萌发[13~14]。
种子萌发后的生长、发育各阶段都要经受盐胁迫考验。
甜菜碱是植物细胞中的细胞相容性物质,能使胞质与细胞内外环境维持渗透压平衡,避免细胞质高浓度无机离子对酶和代谢的毒害,起无毒渗透保护剂作用[15]。
在高等植物中,甜菜碱的生物合成经过两步酶促反应,胆碱在胆碱单加氧酶(choline monooxygenase)的作用下生成甜菜碱醛,甜菜碱醛在甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase)的作用下生成甜菜碱,编码胆碱单加氧酶和甜菜碱醛脱氢酶的基因是重要的渗透胁迫基因[16~17]。
植株主动积累肌醇能有效的维持细胞膨压从而耐受盐胁迫。
肌醇-1-磷酸合酶(my o-inositol 1-phosphate synthase)是合成myo-肌醇重要的酶,张梦综合Loewus、Kelly 和Neufeld等研究[18],发现myo-肌醇在植物体内能被氧化为D-葡萄糖醛酸,最终聚合为果胶和半纤维素,而果胶和半纤维素是构成细胞壁的重要多糖。
1.3实时荧光定量PCR技术
本实验将盐地碱蓬培养成含有6片真叶的幼苗,用不同浓度的氯化钠胁迫14天,观察盐地碱蓬生长情况。
采用实时荧光定量PCR技术检测三个盐浓度梯度胁迫下盐地碱蓬叶片肌醇-1-磷酸合酶基因(INPS基因)、胆碱单加氧酶基因(CMO基因)、甜菜碱醛脱氢酶(BADH基因)等三种渗透胁迫基因表达量的变化。
实时荧光定量PCR技术能够直接监测PCR过程中荧光信号的变化,以获得目的区段扩增产物定量的结果,灵敏性强,操作简便[19~20]。
本实验采用的是SYBR荧光染料,该染料只有与双链DNA 结合后才发射荧光信号,使荧光信号的强度与PCR扩增产物的增加同步[21~22]。
肌动蛋白(β-Actin)是细胞骨架中微丝系统的组成部分,β-Actin基因在细胞中恒定表达,因此被选择为该实验中的内参基因,用以比较目的基因的表达差异[23~25]。
1.4研究意义
盐地碱蓬耐盐能力较强,能将土壤中的盐分积累到根、茎、叶部,帮助盐渍土脱盐,改良土壤,从而帮助不耐盐植物生长,是盐碱地的“拯救者”。
在盐碱地带保护和开发盐地碱蓬,能实现良好的生态效益。
如果用基因工程的手段将盐地碱蓬渗透胁迫基因导入到不耐盐作物的离体组织细胞中去,可以获得转基因抗盐植物,这对于改良盐碱地具有十分重要的作用。
2实验方法
2.1实验材料
本实验以盐地碱蓬(Suaeda Salsa)为实验材料,种子购买自黄河三角洲东营市。
2.2培养和胁迫材料时所用Hoagland试剂
Hoagland溶液配方如下表,大量元素浓度略有调整[26]。
表2.1 Hoag land溶液配方
Table2.1 Solution formula of Hoag land
试剂名称Name of the reagent
浓度(g/L) Concentration(g/L)
KH2PO427.22 KNO350.56 Ca(NO3)282.07
MgSO4 Fe-EDTA
61.62
Na2-EDTA7.45,FeSO4·7H2O5.57
微量元素
H3BO3 2.86,MnCl2·4H2O 1.81,
ZnSO4·7H2O 0.22,CuSO4·5H2O 0.08,H2MoO4·H2O 0.02
配制时先取清水900 mL,然后加入储备液,每升培养液中KH2PO4、KNO3、
Ca(NO3)2、MgSO4各加入10 mL,Fe-EDTA溶液加入1 mL,微量元素加入1 mL,最后配成1000 mL,以避免产生沉淀。
2.3实验操作所用仪器
主要实验仪器如下表2.2:
表2.2 实验所用仪器
仪器名称Instrument Name 型号
Type
生产公司
Manufacturer
实时定量PCR仪7500 Fast型美国ABI公司
PCR仪T Professional型Biomet ra公司电热恒温水槽DK2-2型上海精宏实验设备有限公司BIO-V蓝盾501可见光凝胶投射仪蓝盾501型厦门百维信生物科技有限公司超净工作台SW-CJ-IFD型苏州市洁净技术设计所微量可调移液器德国Epp endorf公司
紫外可见分光光度仪NANODROP 2000 C型Thermo 公司Precellys 24多功能样品均质器Precellys 24型法国Bertin Technologies公司
2.4实验操作所用试剂
主要实验试剂如下表2.3:
表2.3 实验操作所用试剂
Table2.3 The main reagent used in the experiment
试剂Name of the reagent
公司Manufacturer
T riz ol Invit rogen公司
M-M LV和RQ1 DNase I Promega公司
Taq酶Ferment as公司
低熔点琼脂糖生工生物工程股份有限公司实时荧光定量PCR Sy brgreen M ast erM ix TaKaRa公司
3实验步骤
3.1材料的培养与胁迫
3.1.1材料的培养
(1)播种与催芽:挑选饱满的盐地碱蓬种子若干,将其播种于5个盛有干净细砂的方形塑料培养皿(10 cm×10 cm×1.7 cm)内,将培养皿放在窗台上室温培养。
种植
前4天遮光处理,定时用清水浇灌。
白天盖上皿盖保持湿度,夜晚打开皿盖透气。
(2)移栽培养:培养至第5天时,用镊子夹取长约1.5 cm的盐地碱蓬幼苗,移栽到盛有干净细砂的塑料盆(内口径20.1 cm,高14 cm)中,每盆12株,共移栽6盆,在塑料盆上覆盖半透明黑塑料袋遮光。
首次浇水时要浇透,以后采取喷洒方式浇水,保持适宜的土壤湿度。
(3)营养液促生长:培养至第10天时,盐地碱蓬地上部分高约3 cm,茎为紫红色,两片真叶绿中带紫红色,移去半透明黑塑料袋,使盐地碱蓬接受阳光照射。
改用
1/2Hoagland培养液浇灌14天。
3.1.2材料的胁迫处理与保存
培养至25天,盐地碱蓬长出6片真叶时,用含有不同浓度(0.1%,1%,3%,5%,10%)NaCl的Hoagland营养液浇灌盐地碱蓬进行胁迫处理,以未加NaCl的Hoagland 溶液浇灌盐地碱蓬作为对照,每两天浇灌一次,一次浇灌100 mL,胁迫14天。
用Hoagland 溶液将各花盆土浇透,1个小时后挖苗。
将0,1%,3%盐浓度梯度胁迫处理的盐地碱蓬植株用蒸馏水清洗干净,立刻用滤纸吸干表面水分,分装根、茎、叶,置-80 ℃冰箱保存备用。
3.2盐地碱蓬RNA的提取
(1)取盐地碱蓬叶片至液氮预冷的研钵中,在液氮中研磨成粉末状,取0.1 g粉末移入1.5 mL Eppendorf管,加入1 mL Trizol试剂充分混匀。
(2)4 o C下,以12000 g转速,离心10 min,取其上清液移入新的1.5 mL Eppendorf 管中,室温放置5 min使核酸复合物分开。
(3)在Eppendorf管中加入200 µL氯仿,用力震荡30 s,室温放置5 min。
(4)4 o C下,以12000 g转速,离心10 min,然后取350 µL上清到新管中。
(5)加入1倍体积异丙醇,上下颠倒充分混匀,冰上放置15min。
(6)4 o C,以12000 g转速,离心10 min,弃掉上清,离心管底部的白色沉淀即为RNA。
(7)用1 mL75%的乙醇洗涤RNA沉淀两次,每次离心条件设定为4 o C下,12000 g 转速,离心5 min。
(8)小心弃去上清,室温干燥5分钟,将RNA沉淀溶于50 µL DEPC水中。
放于﹣80 ℃储存备用。
(9)检测RNA的质量和浓度。
3.3cDNA的合成
(1)cDNA第一条链的合成:取RNA样品 4 µL于PCR管中,加入Oligo dT 2 µL,然后在PCR仪中70o C下反应5 min,立刻冰浴2 min,3000 g离心30 s。
(2)cDNA第二条链的合成:在PCR管中依次加入以下组分如表3.1。
表3.1 25 μL PCR反应体系
Table3.1 25 μL PCR reaction system
试剂Name of the reagent
含量Cont ent
上述模板RNA引物变性溶液 6 μL
DEPC水7 μL
5×M-M LV Buffer 5 μL
dNT P 5 μL
RNase抑制剂 1 μL
M-M LV转录酶 1 μL
总体积25 μL
加入这些组分后,轻弹管壁,让其充分混合,3000 g离心30 s。
在PCR仪中42 o C下反应1 h,95 o C下反应5 min,-20 o C保存以备后续实验所用。
3.4模板质量检测
模板的质量直接关系到后续实验是否成功,所以采用琼脂糖凝胶电泳技术对本次实验所提取的模板进行检测,以盐地碱蓬的Actin作为内参基因,扩增引物为Actin-F和
Actin-R,以cDNA为模板进行PCR扩增,设定条件如表3.2:
表3.2 Actin PCR反应条件
Table3.2 Actin reaction conditions
步骤St ep
温度
Temp erat ure
时间
T ime
循环
Cy cle
预变性94 ℃ 5 min 1 cy cle
变性94 ℃20 s
退火60 ℃ 1 min20 cy cles
延伸72 ℃ 2 min
后延伸72 ℃10 min 1 cy cle
保存16 ℃∞
Actin检测体系——10 × Buffer 2.5 µL、dNTP 2.0 µL、MgCl2 1.5 µL、Actin-F 1.0 µL、Actin-R 1.0 µL、Taq酶0.2 µL、DEPC水15.8 µL、cDNA 1 µL,共25 µL。
3.5实时荧光定量PCR测定
3.5.1目的基因及内参基因引物设计
从NCBI数据库中检索INPS、CMO、BADH基因序列,用Primer Premier5.0设计引物序列,引物由上海生工合成。
(1)INPS基因序列
图3.1 INPS基因序列
Figure3.1 The sequenc e of INPS
(2)CMO基因序列
图3.2 CMO基因序列
Figure3.2 The sequenc e of CMO
(3)BADH基因序列
图3.3 BADH基因序列
Figure3.3 The sequenc e of BADH
表3.3 本实验中所用到的目标基因及内参基因的引物序列
Table3.3 Primers used for PCR amplification
基因Gene
正向引物
Forward primer (5’-3’)
反向引物
Reverse primer (5’-3’)
actin CCGCAAAGA TTACA TACC TCACCGAAAGTGCTTCTA
INPS TAGTTCACGAGAA TCGCAAAG CCAAGTTTGGGAACA TGAGT
CMO TTTCCCTGCTTCTTCAACCAC TCA TGAGAGTAGAAGGCAGGT
BADH GAGTTGGCA TCTGTGACTTG ACCCGCA TCTGGACCTAA TC
3.5.2PCR反应体系及计算方式
PCR反应条件:50 ℃,2 min;95 ℃,10 min;95 ℃,15 s;60 ℃,1 min;共40个循环。
各个反应都设置6个重复,为了确保产物的特异性,要在PCR反应结束后进行溶解曲线分析。
PCR反应体系总量为50 µL(组成体系为25 µL 2×SYBR Green PCR Master Mix。
20 µL稀释的cDNA,1 µL引物,3 µl DEPC水)。
分别计算目的基因及内参基因的△Ct值,这些值取平均后再进行2-ΔΔC T计算。
3.6统计学处理
采用SPSS15.0软件进行统计学分析,所有数据均以mean±s. d表示,进行成对t 检验,P<0.05时有显著性差异。
4实验结果
4.1盐地碱蓬的生长情况
图4.1和图4.2所示的花盆是一一对应的,NaCl的浓度自右向左依次为0,0.1%,1%,3%,5%,10%。
在0,0.1%,1%,3%,5%NaCl胁迫下的盐地碱蓬全部存活,在10%NaCl胁迫下的盐地碱蓬12株存活8株,存活的8株中4株根底部已经发黑。
低盐浓度下,盐地碱蓬随着盐浓度提高生长情况越来越好,在NaCl浓度为1%时盐地碱蓬茎最粗,叶片长度最长,高度最高。
高盐浓度下,盐地碱蓬随着盐浓度的提高生长情况越来越不好,在NaCl浓度为5%时,盐地碱蓬仅是略微分化,至多长出两片新叶子,NaCl浓度为10%时,盐地碱蓬基本处于未分化状态。
5%、10%NaCl胁迫下的盐地碱蓬叶色最深。
图4.1 6片真叶期的盐地碱蓬
Figure4.1 6-leaf stage of Suaeda Salsa
图4.2 不同浓度NaCl胁迫14天时的盐地碱蓬幼苗
Figure4.2 Suaeda Salsa seedlings grown under different concentrations of NaCl for 14 days
图4.3在不同浓度NaCl 胁迫14天时随机选取的盐地碱蓬幼苗
Figure4.3 Random picked Suaeda Salsa seedlings grown under different concentrations of NaCl for 14
days
4.2 模板质量检测结果
如图4.4所示,中间的条带为Marker ,Actin PCR 条带清晰,虽然少数样品略有弥散,但不会对最终结果产生影响,说明盐地碱蓬cDNA 模板质量较理想,可供后续实时荧光定量PCR 检测实验顺利进行。
图4.4 Actin PCR 产物凝胶电泳图
Figure4.4 Electrophoresis of PCR amplification products of Actin
4.3 基因表达水平检测结果
4.3.1 INPS 基因相对表达量
如图4.5所示,实时荧光定量PCR检测结果为随着盐浓度的增高,INPS基因的表达量上调。
其中3%NaCl胁迫下INPS基因上调显著。
图4.5 肌醇-1-磷酸合酶基因在不同浓度NaCl胁迫下的表达量
*p<0.05
Figure4.5 Relative expression of INPS gene exposed to different NaCl treatment
*p<0.05
4.3.2CMO基因相对表达量
如图4.6所示,实时荧光定量PCR检测结果为CMO基因表达量随着盐浓度的增高都下调,但是1%NaCl浓度CMO基因表达下调量具有显著差异。
图4.6 胆碱单加氧酶基因在不同浓度NaCl胁迫下的表达量
*p<0.05
Figure4.6 Relative Expression of CMO gene exposed to different NaCl treatment
*p<0.05
4.3.3BADH基因相对表达量
如图4.7所示,实时荧光定量PCR检测结果为BADH基因表达量随着盐浓度的增高都上调,其中3%NaCl浓度BADH基因表达上调量具有显著差异。
图4.7 甜菜碱醛脱氢酶基因在不同浓度NaCl胁迫下的表达量
*p<0.05
Figure4.7 Relative Expression of BADH exposed to different NaCl treatment
*p<0.05
5讨论
5.1盐地碱蓬的形态分析
在低盐浓度下,盐地碱蓬长得高,叶片表面为浅绿色。
在高盐浓度胁迫下,盐地碱蓬长得矮,叶片表面呈颜色深绿色。
但是,5%、10%盐度下,盐地碱蓬叶片变的更绿,并不是因为叶绿素合成增多,而是失水的结果。
在5%盐浓度下盐地碱蓬略有分化,茎略微增高,顶部至多长出1~2片新叶,但是叶长远小于低盐浓度胁迫下的盐地碱蓬。
在10%盐浓度胁迫下,盐地碱蓬的高度未增高,未长新叶,茎比胁迫前要纤细,叶子缩的更厉害。
盐地碱蓬在受到10%NaCl胁迫下,绝大多数植株茎部会因为渗透胁迫出现失水状况而弯曲,给人一种濒临死亡的感觉。
令人惊讶的是,间隔一整天后,茎却又能恢复直立。
在胁迫两周后,统计时发现12株盐地碱蓬共有8株直立,2株趴在地面上失水死亡,2株完全干枯死亡。
但是,10%NaCl胁迫下盐地碱蓬的根系绝大多数出现发黑的现象,很难再继续存活。
前人的研究为盐地碱蓬在自然条件下能在含盐4.3%以下的海水中正常生长和开花结实。
在本次实验中,盐地碱蓬被胁迫了14天,5%NaCl胁迫下的盐地碱蓬分化程度低,叶片表面积不大,积累的营养物质不多,但可以存活。
如若继
续在此盐浓度胁迫下生长,盐地碱蓬很难开花结实,盐地碱蓬是一年生草本植物,如果不能结籽实,就意味着它所在的土地终将成为荒地。
如若在胁迫14天后进行复水,由于盐地碱蓬的根系良好,很有可能转为健康生长状态,究竟是否如此有待进一步研究。
在一定的盐浓度范围内,盐地碱蓬叶片肉质化是盐地碱蓬适应盐渍环境的一种趋势,细胞体积增大有利于吸收和贮存大量水分,从而稀释植物从环境中吸收的盐分,维持植物的正常生理活动,从而减少盐离子对自身的毒害作用[27~28]。
在高盐浓度下盐地碱蓬选择矮化这一策略,增强自己存活下去的概率。
自然条件下,无论是海滨滩涂还是荒漠地带的黄沙地,风都比较大,土壤盐碱化程度高,渗透压力大,茎容易弯曲,如果倒入土壤中,就很容易被碎石刮伤,叶片被土壤中的微生物分解,加速死亡。
5.2基因表达的意义
盐胁迫下INPS基因表达量上调,这一结果和前人的研究一致[29],在本实验中,INPS 基因在3%盐胁迫下基因表达上调显著。
INPS基因表达有利于肌醇的合成,一方面肌醇能有效的维持细胞膨压,从而起到抗盐作用,另一方面促使细胞壁多糖的合成,建立细胞壁松弛基础,有利于细胞生长。
由此可以看出,INPS基因为盐胁迫上调基因,在植物耐盐机制方面有较为保守的功能。
本实验中,随着盐浓度的增高盐地碱蓬CMO基因表达量下调,但是1%NaCl浓度胁迫下的盐地碱蓬CMO基因表达下调量具有显著差异,3%NaCl浓度下下调值却不那么明显。
佟少明等[30]曾在辽宁碱蓬中做过相关的实验,他设定的盐浓度是200 mmol/L,测定的是同一盐浓度胁迫辽宁碱蓬不同时间CMO基因的表达量。
在叶中CMO基因的表达量随着胁迫时间的增加都呈先升高后降低的趋势,但始终高于对照组。
从他的实验来看,CMO基因的确受盐胁迫诱导,且是个盐胁迫上调基因,本实验与佟少明等研究结果不一致,得到的结果是CMO基因在盐地碱蓬中是盐胁迫下调基因。
至于为何1%NaCl浓度胁迫下CMO基因表达下调量比3%NaCl浓度胁迫下下调值高,其机理有待进一步研究。
在辽宁碱蓬[31]、碱蓬[32]、梭梭[33]、盐爪爪[34]、盐穗木[35]等植物中,BADH基因的表达受盐胁迫诱导。
BADH基因的表达量在正常情况下很低,但是在盐胁迫下,BADH 基因的表达量显著提高。
BADH基因的表达量提高,就意味着合成甜菜碱的第二步酶促反应中甜菜碱醛脱氢酶的含量会提高,有利于甜菜碱的合成,提高抗逆性。
本研究发现盐地碱蓬在高盐(3%NaCl)胁迫14天时,BADH基因表达量上调,这与前人的研究结果一致,更加说明BADH基因为盐胁迫上调基因,在植物耐盐机制方面有较为保守的功能。
甜菜碱的生物合成经过两步酶促反应,从1%NaCl胁迫下的盐地碱蓬CMO基因表达比对照组显著下调和BADH基因上调不那么显著来看,可以预测1%NaCl胁迫下的盐地碱蓬甜菜碱合成量比非胁迫组少。
6结论
低盐浓度下盐地碱蓬生长茁壮,高盐浓度下矮化也是活下去的一种策略。
INPS、BADH基因为盐胁迫上调基因,在植物耐盐机制方面有较为保守的功能。
CMO基因为盐胁迫下调基因,和前人的研究结果有出入,其机理有待进一步研究。
从1%NaCl胁迫下的盐地碱蓬CMO基因表达比对照组显著下调和BADH基因上调不那么显著来看,可以预测1%NaCl胁迫下的盐地碱蓬甜菜碱合成量比非胁迫组少。
参考文献
[1] 张琦珠. 新疆盐碱土的改良利用——第一讲:盐碱土的概念及新疆盐碱土的形成[J].
新疆农垦科技, 1983, (1): 62-64.
[2] 褚冰倩, 乔文峰. 土壤盐碱化成因及改良措施[J]. 现代农业科技, 2011, (14):
309-309.
[3] 肖柏. 盐碱地能变天使的魔鬼[J]. 中国国家地理, 2011, (4): 146-151.
[4] 包爱科, 本刊, 李白薇. 盐碱滩上的绿色守望[J]. 中国科技奖励, 2012, (7): 62-63.
[5] 王利民, 陈金林, 梁珍海, 等. 盐碱土改良利用技术研究进展[J]. 浙江林学院学报,
2010, (1): 143-148.
[6] 赵可夫, 冯立田, 范海. 盐生植物种子的休眠、休眠解除及萌发的特点[J]. 植物学报,
1999, 16 (6): 677-685.
[7] 邵秋玲, 李玉娟. 盐地碱蓬开发前景广阔[J]. 植物杂志, 1998, (3): 12-12.
[8] 沙爽, 陈锋, 赵振, 等. 盐地碱蓬它为半个中国铺上了“红地毯”[J]. 中国国家地理,
2015, (11): 94-111.
[9] 李洪山, 李慈厚, 申玉香, 等. 滩涂盐地碱蓬生态分布特点与生长竞争性研究[J]. 江
苏农业科学, 2009, (2): 296-298.
[10] 张改娜, 何涛, 王学仁, 等. 盐胁迫下植物基因的表达与基因工程研究进展[J]. 植
物科学学报, 2005, 23 (2): 188-195.
[11] 杨晓慧, 蒋卫杰, 魏珉, 等. 植物对盐胁迫的反应及其抗盐机理研究进展[J]. 山东
农业大学学报自然科学版, 2006, 37 (2): 302-305.
[12] Huang W, Li Z J, Qiao H L, et al. Interactive effect of sodium chloride and drought on
growth and osmotica of Suaeda Salsa[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2008, 16
(1): 173-178.
[13] 李存桢, 刘小京, 杨艳敏, 等. 盐胁迫对盐地碱蓬种子萌发及幼苗生长的影响[J].
中国农学通报, 2005, 21 (5): 209-212.
[14] 管博, 栗云召, 于君宝,等. 不同温度及盐碱环境下盐地碱蓬的萌发策略[J]. 生态学
杂志, 2011, 30 (7): 1411-1416.
[15] 廖岩, 彭友贵, 陈桂珠. 植物耐盐性机理研究进展[J]. 生态学报, 2007, 27 (5):
2077-2089.
[16] Gorham J. Betaines in higher plants--biosynthesis and role in stress metabolism[J]. Soins
Pediatrie Puericulture, 1995, 35 (277): 22-24.
[17] Rathinasabapathi B, Burnet M, Russell B L, et al. Choline Monooxygenase, an Unusual
Iron-Sulfur Enzyme Catalyzing the First Step of Glycine Betaine Synthesis in Plants: Prosthetic Group Characterization and cDNA Cloning[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1997, 94 (7): 3454-3458.
[18] 张梦, 谢益民, 杨海涛, 等. 肌醇在植物体内的代谢概述——肌醇作为细胞壁木聚
糖和果胶前驱物的代谢途径[J]. 林产化学与工业, 2013, 33 (5): 106-114.
[19] 张弛宇, 成婧, 李全双, 等. 荧光实时定量PCR的研究进展[J]. 江苏大学学报,
2006, (3): 268-271.
[20] 陈旭, 齐凤坤, 康立功. 实时荧光定量PCR的研究进展及其应用[J]. 东北大学学报,
2010, (8): 148-155.
[21] 余丽丽, 姚琳, 杨黎燕. 新型核酸分子荧光探针-分子信标的研究进展[J]. 化学与生
物工程, 2012, (4): 1672-5425.
[22] 梁志超, 陈江华, 刘志安,等. 相对定量RT-PCR法中内对照基因表达水平的稳定
性及其应用评价[J]. 中国实验诊断学, 2009, (6): 716-719.
[23] 马清, 周向睿, 伍国强, 等. 盐生植物碱蓬Actin基因片段的克隆及序列分析[J]. 生
物技术, 2009, (1): 1-3.
[24] 王卓, 张少斌, 马镝,等.植物肌动蛋白研究进展[J]. 安徽农业科学, 2007, (10):
2860-2860.
[25] 刘曦, 张少斌, 汪澈,等.植物肌动蛋白功能的研究进展[J]. 生物技术通报, 2010, (3):
13-16.
[26] 杨持. 生态学实验与实习[M]. 北京:高等教育出版社, 2008 : 47-51.
[27] 刘彧, 丁同楼, 王宝山, 等. 不同自然盐渍生境下盐地碱蓬叶片肉质化研究[J]. 山
东师范大学学报:自然科学版, 2006, 21 (2):102-104.
[28] 赵勐, 范海, 赵可夫. NaCl、KC1和NaNO3对盐地碱蓬生长以及植物体内离子组成
和分布的效应[J]. 植物生理学报, 2008, 44 (2): 263-267.
[29] 王萍萍, 马长乐, 曹子谊, 等.盐地碱蓬(Suaeda salsa)中SsINPS基因的分子克隆及
表达特性分析[J]. 植物生理与分子生物学学报, 2002, 28 (3):175-180.
[30] 佟少明, 尹辉, 夏冰, 等. 辽宁碱蓬SlCMO基因盐胁迫表达分析及盐诱导启动子鉴
定[J]. 中国生物化学与分子生物学报, 2016, 32 (3): 332-338.
[31] Li Q L, Gao X R, Yu X H, et al. Molecular cloning and characterization of betaine aldehyde dehydrogenase gene from Suaeda liaotungensis and its use in improved tolerance to salinity in transgenic tobacco[J]. Biotechnology Letters, 2003, 25 (17): 1431-1436.
[32] 金杭霞, 董德坤, 杨清华, 等. 碱蓬SgBADH的克隆与分析及植物表达载体构建[J].
核农学报, 2016, 30 (2): 246-251.
[33] 陈鹏, 潘晓玲. 干旱和NaCl胁迫下梭梭幼苗中甜菜碱含量和甜菜碱醛脱氢酶活性
的变化(简报)[J]. 植物生理学报, 2001, 37 (6): 520-522.
[34] 曾幼玲, 幸婷, 蔡忠贞, 等. 盐生植物盐爪爪甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆及在盐胁
迫下的BADH基因的表达[J]. 云南植物研究, 2007, 29 (1): 79-84.
[35] 关波, 胡有贞, 张富春, 等. 盐穗木甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)的克隆及其在盐
胁迫下的表达分析[J]. 植物生理学报, 2010, 46 (1): 47-50.。