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水稻(Oryza Sativa L.)是重要的粮食作物之一,养活了世界上超过一半的人口,在超过100多个国家或地区都有种植。气候变化和环境问题,如干旱、极端气温和土壤盐害,导致全球干旱和半干旱地区,特别是沿海盐碱地区的作物(包括水稻)减产。本论文从盐胁迫下水稻生理生化特性(包括光合特性)、水稻生长发育、Na+/K+平衡和OsHKT基因表达等的变化入手,深入研究了茉莉酸甲酯对盐胁迫下水稻形态和生理特性的缓解效应,研究旨在为盐碱地水稻优质高产栽培提供理论依据。主要研究结果如下:1.以10个水稻品种(系)为材料,研究了不同NaCl浓度胁迫(0,6.4,12.8,19.2和25.6 dS/m)对水稻芽期发芽率、发芽速度、发芽势、芽长、根长、幼苗活力指数和植株干重的影响。结果表明:盐胁迫显著降低了各水稻品种的发芽率、发芽速度、发芽势、地上部和根长、幼苗干重,其中以19.2和25.6 dS/m盐浓度下影响最大。在高盐浓度下,干物质是指示水稻耐盐性的重要指标。因此根据盐胁迫下各水稻品种(系)干物质的减少程度,将其划分为耐盐、中等耐盐、中等感盐和感盐品种(系)。其中,南粳9108、3Y9H、6Y9H、新稻22、5W01和HLYH3在19.2 ds/m盐浓度下萌发情况较好;20H025、6Y9H和新稻22的苗期干重减少量表现较好。这些结果表明,南粳9108和新稻22可以用来研究盐度对生长后期发育过程和生理后果的影响,因为发芽和苗期的耐盐性可能与发育阶段不同。这些发现将为耐盐水稻品种提供支持,以便在萌发和早期生长阶段进行更好的生产以应对盐分。2.本实验旨在阐明茉莉酸甲酯在盐胁迫环境下对水稻幼苗生长发育的调节作用。盐胁迫提高了水稻幼苗的丙二醛和过氧化氢活性,降低了抗氧化活性。然而,我们观察到,在两个盐度处理中,125μM和250μM的MeJA可以延缓叶片的干枯,并增加两个品种的顶部两张叶片的长度。MeJA处理提高了植株的株高、叶长、根长和根数。在较高的盐胁迫下,MeJA主要通过提高水稻叶片鲜重、干重和含水量来缓解盐胁迫效应。100 mM盐分下,叶面喷施MeJA显著提高了幼苗叶绿素a、b和总叶绿素含量,并保持了幼苗的相对含水量。100 mM盐胁迫显著降低了两个品种的叶片MSI,尤其是在盐胁迫下,但MeJA处理后南粳9108和新稻22的叶片MSI显著增加了 4.6%和5.4%。盐胁迫下喷施MeJA(S2C2)使南粳9108和新稻22的可溶性总糖含量分别提高19.72%和22.66%,Pro含量分别提高6.67%和7.81%。以上研究结果进一步证明外源MeJA可缓解盐分对水稻幼苗的不利影响。3.基于盆栽试验,以南粳9108和新稻22为供试品种,从全生育期角度进一步研究了 MeJA对水稻盐胁迫效应的缓解作用。盐胁迫降低了两个品种的水分利用效率、相对含水量和膜稳定性指数,而MeJA处理部分缓解了这些负面影响。MeJA处理显著提高了水稻叶片最大光化学效率(Fv/Fm))和向光系统Ⅱ的电子传递(Fv/Fo)。盐胁迫下,两个品种均只有MeJA处理显著引发了 H2O2、APX的积累,而POD和SOD没有明显变化。盐胁迫增加了两个品种根和叶中的Na+浓度,但降低了 K+浓度和K+/Na+比值。然而,在盐分条件下,MeJA处理的植株在叶片和根中的K+积累量最大。OsHKT和OsHAK基因的差异表达模式表明,盐胁迫下离子平衡对生长至关重要。这些结果表明,在大田条件下,施加MeJA可以作为一种缓解盐分胁迫、改善水稻生长的化学调控方式。4.高亲和力钾转运体(HKT)基因是一种关键的离子转运体,其通过钠(Na+)和钾(K+)的动态平衡调节植物对盐胁迫的反应。本研究的主要目的是进一步研究和了解水稻HKT基因及其在响应油菜素类固醇(BRs)、茉莉酸(JA)、海水和盐胁迫中潜在生物活性。通过对7个OsHKT基因的进化树、基因结构、保守基序和化学特性进行计算机模拟分析,突出了 OsHKT基因在水稻体内的关键作用。HKT基因的基因本体(GO))分析揭示了它们在生长和应激反应中的作用。启动子分析表明,大多数HKT基因参与了非生物胁迫反应。组织特异性表达分析表明,OsHKT基因在根和叶中具有较高的转录活性。在盐、BR和茉莉酸处理下,OsHKT1在根和地上部有差异表达。本研究的结果突显了 OsHKT基因家族在调节JA和BR介导的水稻耐盐性中的重要作用,这将为以后耐盐水稻品种培育和耐盐生理研究提供理论基础。