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盐碱地是一种广泛分布且影响植物正常生长发育的土壤。随着全球环境的不断恶化,土壤盐碱化已严重威胁着人类赖以生存的有限的土壤资源。土壤盐分是由多种离子组成的混合物,不同盐离子对植物种子萌发及生长发育的影响很大。目前关于植物耐盐性的研究,多数研究人员以单一的NaCl代替土壤中的盐分进行胁迫处理,以说明土壤盐分对植物的影响,这可能会限制研究结论的准确性。因此,本实验以典型耐盐性植物盐节木(Halocnermumstrobilaceum(Pall.)Bieb.)为材料,比较NaCl和土壤盐分胁迫时,盐节木种子萌发、幼苗生长及其生理生化特性反应的差异性,同时对盐节木耐盐的分子机制进行探讨。首先,采用双因素交叉设计,在三个昼-夜温度(5~15℃、15~25℃、25~35℃)和十个盐溶液浓度水平下(0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%)研究了复合盐和NaCl对其种子萌发及幼苗生长发育影响的差异性。其次,在0%、0.9%、2.7%和5.4%四种浓度下,研究了生长20d,60d时复合盐和NaCl对其整株幼苗生物量、Na~+、K~+离子含量、丙二醛(Malonaldehyde,MDA)、脯氨酸(Prolin,Pro)、甜菜碱(GlycineBetaine,GB)含量以及超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性的影响。最后,根据辽宁碱蓬(Suaedaliaotungensis,AF359282)、菠菜(Spinaciaoleracea,AY156694)、中亚滨藜(Atriplexcentralasiatica,AY093682)、甜菜(Betavulgaris,X58463)的BADH基因完整读码框设计引物,以cDNA为模板,扩增盐节木BADH基因开放阅读框(openreadingframe,ORF),将目的DNA片段克隆到PMD182T测序载体上测序,得到盐节木BADH全序列,然后利用网上数据库(http://www.ncbi.Nlm.nih.gov/)进行BLAST分析,用在线工具SOPMA进行蛋白等电点及分子量相关分析,以DNAMAN软件对HsBADH基因进行蛋白序列聚类分析。获得主要研究结果如下:1.温度及盐浓度对盐节木种子萌发和幼苗生长的影响在15~25℃,盐节木种子萌发率、幼苗胚根长度及鲜重显著高于5~15℃和25~35℃两个处理(P<0.05)。15~25℃为种子萌发及幼苗生长的最适温度范围。在5~15℃范围内,当NaCl和复盐浓度分别低于0.6%和1.2%时盐节木种子萌发率、幼苗胚根和鲜重显著高于对照(P<0.05);在15~25℃范围内,NaCl与复盐浓度分别低于0.6%和1.5%时,种子萌发率、幼苗胚根长度和鲜重显著高于对照(P<0.05)。在25~35℃范围内,当NaCl和复盐分别低于0.6%和0.9%时盐节木种子萌发率、幼苗胚根长度和鲜重显著高于对照(P<0.05)。在试验的三个温度下,随着NaCl和复盐浓度的升高,盐节木种子萌发率、幼苗胚根长度和鲜重均呈先升后降的趋势,当NaCl和复盐浓度小于0.6%时,盐溶液对种子萌发和幼苗生长具有显著促进作用(P<0.05)。在15~25℃,复盐胁迫后的种子萌发、幼苗胚根长度和鲜重分别是NaCl胁迫的1.23、1.27和1.28倍。同一温度相同浓度下,NaCl胁迫的盐节木种子萌发率、幼苗胚根长度和鲜重均显著小于复盐胁迫,NaCl对种子萌发及幼苗生长的抑制作用显著高于复盐(P<0.05)。在试验的三个温度下,当NaCl和复盐浓度分别大于0.9%、1.2%时种子萌发均有延迟现象。随着盐浓度的增加种子萌发逐渐延迟,盐浓度是影响种子萌发的关键因素之一。以上结果表明,应用NaCl进行单盐胁迫不能完全反映自然状态下植物对土壤盐分的适应规律,复合盐含有的钾、钙、硅等复合离子可能有助于提高种子的萌发及幼苗生长能力。2.盐胁迫对盐节木生理生化特性的影响盐节木被处理20d和60d后随着NaCl和复盐浓度增加,其整株幼苗的K~+/Na~+、K~+含量、MDA和PRO含量以及SOD、POD、CAT活性均呈现先升后降的变化趋势,且显著高于对照,当NaCl和复盐浓度为2.7%,其K~+、渗透调节物质含量和酶活性达到最大值。当NaCl和复盐为同一浓度时,随处理时间的延长,Na~+、K~+、Pro、GB含量逐渐升高,但MDA含量、抗氧化酶活性显著降低(P<0.05);在同一盐浓度下,NaCl处理的幼苗K~+、PRO、GB含量及SOD、POD、CAT活性显著低于复盐处理,但MDA含量显著高于复盐处理(P<0.05)。上述结果表明,在盐节木处理20d时,膜质过氧化反应强烈,氧化伤害严重,抗氧化酶活性增强。随着盐胁迫时间的延长,植物表现出一定的适应性;在复盐不同浓度处理下,复盐所含的钾、硅、钙等复合离子,促进了盐节木对K~+的吸收速率,提高K~+/Na~+、PRO和GB含量,同时也增强了抗氧化酶活性,降低细胞膜过氧化程度,提高盐节木的耐盐能力。3.HsBADH基因的克隆、序列分析及同源性比较采用race技术克隆了盐节木的甜菜碱醛脱氢酶基因,命名为HsBADH。该基因读码框序列全长为1848bp,编码559个氨基酸,预测HsBADH蛋白分子量为6.46KD,等电点为9.26。氨基酸分析表明,该蛋白富含丙氨酸(Alanine,3.75%)、谷氨酸(Glutamic,3.03%)、甘氨酸(Glycine,5.89%)、亮氨酸(Leucine,7.14%)和缬氨酸(Valine,4.82%);对HsBADH蛋白二级结构的分析结果表明,推测的HsBADH蛋白多肽含有26.12%的α-螺旋结构、27.01%的延伸链、36.14%的无规则卷曲。同源性分析表明,HsBADH与藜科植物BADH同源性高达90%以上,与水稻BADH的同源性达到53%。本研究对盐节木在复盐条件下的耐盐机理进行了初步的探讨,为能够克服自然条件下的盐害,寻找提高植物耐盐性的途径和方法提供理论依据。同时丰富了植物的耐盐基因库,为进一步利用盐节木BADH基因资源开展作物和林木的遗传改良,提高非耐盐生物的耐盐性奠定了基础。