以转ZmPLC1基因棉花和野生型对照鲁棉研19为材料,利用水培、沙培和盐碱地种植的方法,比较研究了盐处理对棉花生理生化指标及脯氨酸代谢关键酶表达的影响,探讨了转入ZmPLC1基因对棉花耐盐性的影响. 水培条件下,250 mmol·L-1 NaCl处理7d后,与野生型对照相比,转ZmPLC1基因棉花叶色较绿,顶叶萎蔫程度较低,光系统Ⅱ的损伤程度更低,叶片的净光合速率和相对含水量更高,叶片保持更低的饱和渗透势.沙培条件下,通过对转ZmPLC1基因棉花及野生型对照的耐盐性分析发现,盐胁迫后,转ZmPLC1基因棉花叶片的相对含水量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、Fv/Fm、抗氧化酶活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量、离子含量(K+、Na+、Ca2+、CI)显著高于野生型对照,离子渗漏和丙二醛含量显著低于野生型对照.RT-PCR和Real-time PCR检测结果显示,盐胁迫后,转ZmPLC1基因棉花中ZmPLC1基因的表达量明显升高,且脯氨酸合成关键酶基因P5cs的表达高于野生型对照,脯氨酸降解中的关键酶基因ProDH的表达低于野生型对照.东营盐碱地试验发现,转ZmPLC1基因棉花的子棉产量显著高于野生型对照.这些结果表明,转ZmPLC1基因棉花的耐盐性高于野生型对照.推测,ZmPLC1基因的异源表达不仅可以增强棉花中脯氨酸合成关键酶基因(P5cs)的表达,减弱脯氨酸降解关键酶基因(ProDH)的表达,促进脯氨酸等渗透物质的积累,还可能参与Ca2+调节的抗氧化防御和离子调节,保护光合系统,提高光合作用,从而提高转基因棉花的耐盐性.