小麥耐鹽生理及耐鹽相關(guān)基因TaNHX3功能的初步研究.pdf

1、土壤鹽漬化是世界范圍內(nèi)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要非生物逆境之一。近年來,鹽堿地和次生鹽漬化土壤的面積逐年增加,嚴(yán)重制約我國(guó)農(nóng)作物的生產(chǎn)。小麥?zhǔn)侨蠹Z食作物之一,其產(chǎn)量的多少直接影響人們的生活。因此,提高小麥等農(nóng)作物對(duì)鹽漬化的抵御能力,對(duì)于改善鹽分脅迫條件下植株的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量具有重要的實(shí)踐意義。培育耐鹽品種是經(jīng)濟(jì)有效利用鹽漬地資源、提高小麥等農(nóng)作物在鹽漬地下產(chǎn)量的重要途徑。在深入研究不同小麥品種耐鹽能力的同時(shí),深刻揭示影響植株耐鹽能力的形態(tài)學(xué)和

2、生理生化指標(biāo),進(jìn)而為小麥耐鹽能力強(qiáng)的品種篩選和提出培育抗鹽品種的篩選指標(biāo),均具有重要的實(shí)踐意義。本研究以15個(gè)華北平原區(qū)具有較大推廣面積的小麥品種為試驗(yàn)材料,通過發(fā)芽試驗(yàn)研究了鹽分對(duì)供試品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)、根數(shù)的影響,并對(duì)供試品種苗期鹽分脅迫條件下的形態(tài)學(xué)性狀和生理參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定和分析,初步確定了耐鹽品種和不耐鹽品種。利用現(xiàn)代生物信息學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù),對(duì)小麥耐鹽相關(guān)基因TaNHX3的分子特征進(jìn)行了較全面的研究

3、,通過煙草遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù),對(duì)其功能進(jìn)行了初步鑒定。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、在發(fā)芽試驗(yàn)中,所有供試品種小麥的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、根數(shù)、根長(zhǎng)均受到鹽分的抑制,且有些指標(biāo)處理前后的差異達(dá)到顯著性水平。
　　 2、鹽分處理對(duì)小麥苗期生理指標(biāo)(單株干重、株高、葉面積、葉綠素含量、可溶蛋白含量、SOD活性、MDA含量)均造成影響,且隨著鹽分處理時(shí)間的延長(zhǎng),幼苗受到的鹽害程度增加。除MDA含量外,其他指標(biāo)的鹽害系數(shù)均

4、與總鹽害系數(shù)的隸屬函數(shù)值達(dá)到了極顯著差異。
　　 3、分子特征分析表明TaNHX3基因的開放閱讀框?yàn)?641bp,編碼546個(gè)氨基酸。編碼蛋白的分子量為59.47 kDa,等電點(diǎn)為8.15。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明,TaNHX3與TaNHX1、LeNHX3、TeNHX3具有較高的同源性。
　　 4、耐鹽性不同的小麥品種及同一品種小麥的不同器官TaNHX3的表達(dá)水平均有所不同。無論在葉片還是根中,耐鹽品種冀7369中TaNHX3表

5、達(dá)時(shí)間都早于不耐鹽品種石麥12,同一品種根中的表達(dá)早于葉片。
　　 5、利用DNA重組技術(shù),構(gòu)建了融合TaNHX3編碼區(qū)的雙元表達(dá)載體pCAMBIA3301-TaNHX3。在鹽分處理后,超表達(dá)TaNHX3的轉(zhuǎn)基因煙草的葉綠素含量、可溶性蛋白含量均高于對(duì)照,而MDA含量低于對(duì)照。表明超表達(dá)TaNHX3基因可以減少鹽分對(duì)植株的傷害。
　　 6、利用莖尖法進(jìn)行小麥遺傳轉(zhuǎn)化,得到了轉(zhuǎn)化冀7369和石麥12兩品種的空表達(dá)載體pCA