脂质转移蛋白SiLTP1基因参与谷子耐盐响应初探

土壤盐渍化严重制约农业生产发展,通过提高植物耐盐性进行盐碱地综合利用,对于保障粮食安全,提升农业生产效率具有重要意义。脂质转移蛋白是一类在高等植物中广泛存在的小分子蛋白质,能够参与植株生长、信号转导以及多种生物和非生物胁迫过程。前期本课题组克隆到一个谷子中编码脂质转移蛋白的基因SiLTP1,本研究通过构建其原核表达载体和植物双元过表达载体,获得了该基因的原核表达蛋白及同源转化过表达阳性植株,经进一步筛选获得4个纯合株系。体外耐盐性试验显示, SiLTP1的原核表达蛋白具有一定耐盐性;转基因植株苗期耐盐生理指标测定显示,SiLTP1过表达植株在遭受盐胁迫时,植株体内MDA积累减少,抗氧化酶含量升高,可积累更少的过氧化氢,从而降低胁迫对植株的氧化损伤,显示基因过表达植株具有更好的耐盐性。本研究结果初步揭示, SiLTP1可正向调控谷子的耐盐性,其在谷子耐盐抗逆方面具有潜在功能,为耐盐谷子品种改良及新品种培育提供了理论基础和候选基因资源。

80份紫花苜蓿品种苗期耐盐性筛选与评价

为筛选苗期耐盐的紫花苜蓿(Medicago sativa)品种,建立相应评价方法,本研究采用水培法,测定80份国外紫花苜蓿品种在1.2%NaCl溶液处理下的株高、根长、叶宽、叶厚、茎粗、鲜重、干重、叶绿素含量及相对组织含水量9个指标。通过差异性分析、相关性分析、主成分分析、回归分析、聚类分析等方法,评价紫花苜蓿苗期耐盐性。结果表明:盐胁迫下,9个指标在不同品种间的变异系数介于0.119~0.604。盐胁迫对紫花苜蓿苗期的根长、鲜重、干重和相对组织含水量具有极显著影响(P<0.01),对叶宽具有显著影响(P<0.05)。4个主成分可以代表原9个指标68.545%的数据量。主成分分析表明,鲜重、相对组织含水量、根长与叶宽可以作为紫花苜蓿苗期的耐盐主要评价指标。回归分析结果表明,采用耐盐性度量值(D)评价苗期耐盐性,更客观、合理。聚类分析结果将80份紫花苜蓿品种划分为4个级别,其中,强耐盐级别包括3份品种,较强耐盐级别包括28份品种,较弱耐盐级别包括36份品种,弱耐盐级别包括13份品种。在此基础上,从80份品种中筛选出,苗期强耐盐紫花苜蓿品种为‘WL354HQ’‘阿罗拉’和‘巨能801’。研究结果将为紫花苜蓿耐盐基因筛选及新品种选育提供理论依据。

大豆种质资源苗期耐盐性鉴定评价与筛选

土壤盐渍化严重影响大豆品质与产量,筛选耐盐大豆资源对开展盐碱地综合利用意义重大。为建立大豆苗期耐盐鉴定评价体系,设置淡水和NaCl含量为0.9%~1.8%的10个等差梯度,以蛭石为培养基质,大豆2片真叶始现时开始盐处理。结果表明, 1.2%盐处理16 d时,不同大豆种质资源耐盐等级四分位差值最大,是大豆苗期耐盐鉴定评价的最适条件。利用大豆苗期耐盐鉴定评价体系对来自国内外的504份大豆种质资源进行苗期耐盐性鉴定评价,耐盐等级为1级、2级、3级、4级、5级的大豆资源依次为46份、146份、157份、79份、76份。利用GmSALT3基因的分子标记对1级耐盐资源进行检测,其中40份(86.96%)大豆材料扩增结果与GmSALT3基因的分子标记结果相符合。为分析大豆苗期鉴定过程中盐胁迫浓度的变化趋势,确立了土壤含盐量(Y,%)与电导率(X,mScm^(–1))的回归方程:Y=0.278X–0.0618,预测精准度在95%以上。测定统计了从盐处理开始至调查结束时的培养基质含盐量变化趋势,培养基质含盐量基本维持在13 mS cm^(–1)左右。本研究为大豆苗期规模化耐盐性鉴定和培育耐盐新种质提供了技术体系和基础材料。

甘薯耐盐性研究进展

甘薯是世界上重要的粮食、饲料及工业原料作物,具有适应性强、产量高等优良特性。了解甘薯在盐胁迫条件下的耐盐机制,筛选耐盐种质资源,培育耐盐品种,对提高盐碱地利用率具有重要的实践意义。本文主要从甘薯耐盐种质资源筛选与鉴定、耐盐性评价指标、耐盐性相关基因挖掘以及提高耐盐性的途径等4个方面,综述了近年来甘薯耐盐相关的研究进展。在甘薯耐盐种质资源筛选与鉴定方面,总结了目前已报道的强耐盐、中度耐盐、弱耐盐及盐敏感甘薯种质资源。在耐盐性评价上,将众多指标归结为形态学指标和生理生化指标两大类。在耐盐性相关基因挖掘上,总结了参与盐胁迫响应的基因,如C2结构域脱落酸相关基因IbCAR1、磷脂酰丝氨酸合成酶基因IbPSS1、蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶-1基因IbSnRK1、甘薯R2R3-MYB基因IbMYB308、海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)基因IbTPS等。在提高耐盐性的途径上,总结了现阶段常采用的2种方法,即施用外源物质及培育耐盐品种。目前甘薯的耐盐性在生理代谢、耐盐基因挖掘等研究中取得诸多成果,但在提高甘薯耐盐性途径上研究较少。针对这个问题,本文提出了相应的解决方法,以期为今后开展甘薯耐盐性研究、培育耐盐性强及综合性状优的甘薯品种提供理论参考。

耐盐瓜胶合成及其溶胀性能研究

针对瓜胶原粉抗盐性差的问题,通过化学改性制得耐盐瓜胶,并用红外光谱仪对产物进行了结构表征。进一步考察了相对分子质量、粒径、搅拌转速、温度、盐离子等对其溶胀性能影响。结果表明:制备的耐盐瓜胶相对分子质量越小、粒径越小,速溶性能越好;相对分子质量和粒径过小均会导致耐盐瓜胶增黏性降低。搅拌速度和温度增加均有助于溶解。一价离子相对于二价离子对耐盐瓜胶的溶胀增黏性影响较小,SEM观测不同盐溶液中耐盐瓜胶分子的构型有差别。合成的耐盐瓜胶具有一定的耐盐性,速溶性较好,可适用于海上连续混配液需求。

贝壳杉种子耐盐性及耐盐机理探究

为明确贝壳杉种子的耐盐性及耐盐机理,于2022年在厦门市园林植物园实验室开展盐胁迫下贝壳杉种子的萌发试验,设置0%(对照)、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%、2.4%、3%共9个NaCl质量分数梯度,测定不同盐浓度处理下种子的发芽率、发芽指数、活力指数、盐害指数、胚长度,胚及胚乳中K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)含量,以及丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性等生理指标。结果表明:贝壳杉种子萌发期的耐盐阈值为1.27%,高盐胁迫对贝壳杉种子的萌发与胚生长有抑制作用,NaCl质量分数≤1.5%时,生理干旱的危害大于离子毒害,当及时补充淡水后可部分恢复萌发。贝壳杉种子在盐胁迫下萌发时,胚乳吸收环境中的盐离子后脱离幼苗,可降低幼苗生长环境的盐浓度;萌发时种子能积极向胚输送K^(+),以利胚维持较高的K^(+)/Na^(+),且胚中的SOD与POD表现出协同作用,减轻了种子的盐胁迫危害。综上,贝壳杉种子具有较强的耐盐性,可在我国华南滨海地区土壤含盐量不超过1.27%的盐碱地上育苗及应用。

44份西瓜种质资源苗期耐盐性综合评价

以44份西瓜种质为试验材料,设置0(CK)和150 mmol·L^(-1)NaCl 2个处理水平,测定不同西瓜种质幼苗的15项指标。以15项指标的耐盐系数作为耐盐性评价依据,运用相关性分析、主成分分析、隶属函数值法、聚类分析等多元分析方法进行综合评价。通过主成分分析将15个单项指标转换为4个相互独立的综合指标,累计贡献率为71.10%;以耐盐系数为基础进行聚类分析,筛选出10个高度耐盐、21个中度耐盐、13个弱耐盐西瓜种质资源。采用隶属函数法进行综合评价,排名前5的种质分别是HY-91、DQ-308、W19-15、HY-73、W19-10,归为聚类分析中的第一类,属于强耐盐性品种。

不同大豆品种种子萌芽期的耐盐性

对10个栽培品种大豆种子进行不同盐浓度处理(3、6、9、12、15、18 g.L-1)后,统计了种子的发芽率、相对发芽率、发芽势、相对胚根长度,分析了其耐盐浓度、耐盐半致死浓度、耐盐极限浓度和各指标隶属函数,综合评价了各品种的耐盐性。随着盐浓度的增加,品种间的发芽势、发芽率和胚根长度都呈下降趋势,品种间存在显著差异。当NaC l浓度增加到9 g.L-1时,各品种的发芽率、发芽势差异最大。在12 g.L-1的盐浓度下品种间相对胚根长度差异最大。各品种中耐盐浓度最高的为绥农10(可耐12 g.L-1的盐),其次为抗线4和飞龙1(可耐9 g.L-1的盐)。耐盐半致死浓度最大的品种为绥农10。耐盐极限浓度最高的也是绥农10。综合分析各指标抗盐隶属值,各大豆品种的耐盐性强弱顺序依次为:绥农10>抗线4>丰豆1>龙选1>合丰55>飞龙1>垦丰16>绥农14>黑农48>黑农44。

山东省黄河三角洲水生耐盐药用植物资源调查与分析

对山东省黄河三角洲地区水生耐盐药用植物的种类、生活型及对应药材入药部位、药性、功效进行统计调查分析。共调查到野生水生耐盐药用植物299种。根据恩格勒分类系统,这些植物隶属于76科204属;生活型以草本型为主,共222种。以299种药用植物为基源的药材共338种,其中全草入药药材144种,占药材种类数的42.60%;平性药材最多,共85种;苦味药、甘味药和辛味药数量较其他药味具有明显优势;以功效分类,清热药、利水渗湿类、活血化瘀类、化痰止咳类、止血药和补虚药占优势。针对水生耐盐药用植物特点,结合该区域自然状况,提出了合理开发和综合利用的建议。

水稻田间耐盐性能评价研究

通过对比较耐盐的18个稳定品系在6个全盐梯度的小盐池中长势情况,确定以全盐含量为3‰和4‰来鉴定品系的耐盐性。通过对7个数量性状的调查数据计算出盐害指数,利用盐害指数、耐盐级别、耐盐性的对应关系来评价每个品系每个性状的耐盐性以及每个品系的综合耐盐性。

盐胁迫下微生物在发酵食品中耐盐及促发酵机制研究进展

随着生理学结合多组学技术的应用,将实现盐胁迫下发酵微生物耐盐及促发酵机制的精准解析,为有效调控盐卤发酵、实现传统发酵食品风味提升奠定基础。文章综述了发酵食品中常见的耐盐微生物、主要耐盐机制、高盐环境中的促发酵特性以及研究耐盐及促发酵机制的方法,并对其未来发展方向进行了展望。

高油酸花生萌发期和苗期耐盐碱性鉴定及评价

为了筛选耐盐碱高油酸花生,扩展花生在盐碱地的种植面积,缓解食用油供给不足的矛盾。以NaCl:Na_(2)SO_(4):NaHCO_(3):Na_(2)CO_(3)盐碱混合溶液模拟盐碱地条件,对6个高油酸品种萌发期种子发芽率及盐害率,以及苗期幼苗干重及耐盐系数进行比较分析。结果表明:随着盐碱混合液浓度升高,花生种子发芽率以及幼苗干重明显下降。参试花生品种芽期与苗期的最适筛选浓度有所差别,芽期与苗期耐盐碱性亦并不完全一致。结合芽期和苗期指标,利用隶属函数值进行评价,确定供试品种的耐盐碱程度为‘宇花33’>‘宇花208’>‘宇花18’>‘宇花625’>‘宇花169’>‘宇花91’。100 mmol/L Na^(+)浓度为萌发期耐盐碱筛选的理想浓度,150 mmol/L Na+浓度为苗期耐盐碱筛选的最适浓度,在此条件下筛选出高度耐盐碱品种‘宇花33号’。

植物耐盐机制研究进展及展望

植物的生长和生产面临各种生物和非生物胁迫,其中盐胁迫严重影响植物的正常生长发育、品质和产量形成。植物在长期的演化过程中,进化出了适应盐胁迫的形态结构、生理生化反应和遗传基础。在形态结构上,耐盐植物的叶片具有蜡质层、气孔密度低于盐敏感植物,另外具有泌盐或者阻断功能的盐腺、毛状体、盐囊泡、凯氏带等结构;在生理活动调节方面,一方面耐盐植物具有高的酶促和非酶促抗氧化物质,如SOD、CAT、酚类物质等,另一方面耐盐植物具有较高的渗透调节物质含量,或者在盐胁迫下可以合成渗透调节物质,包括有机物质可溶性蛋白和糖以及无机盐离子等;在分子机理方面,SOS途径是研究得最为清晰的离子调控途径,通过SOS1、SOS2和SOS3协同作用维持细胞内Na^(+)/K^(+)平衡;此外,植物激素及碳代谢途径在植物耐盐过程中亦具有重要作用。本研究通过综述植物耐盐研究进展,探讨耐盐植物在形态结构、生理基础、遗传分子基础和转基因手段在响应盐胁迫的潜在研究重点和方向,有助于研究人员快速找到切入点,逐步完善植物的耐盐机理体系,加快耐盐植物的高效利用。

3种我国造林树种幼苗耐盐性评价及指标筛选

[目的]研究苦楝、白榆和刺槐幼苗的耐盐性差异并筛选耐盐性评价指标。[方法]以1年生苦楝、白榆和刺槐幼苗为研究对象,设置0、100、200和300 mmol·L^(-1)NaCl处理,对各NaCl处理下3种幼苗的生物量、生理和生化指标进行分析。[结果](1) NaCl胁迫抑制了苦楝、白榆和刺槐幼苗的生物量,使其叶片相对含水量下降、电解质渗透率升高;(2)刺槐幼苗叶绿素含量随NaCl浓度升高而显著下降,但苦楝和白榆幼苗叶绿素a和叶绿素b含量仅在300 mmol·L^(-1)NaCl处理下显著降低;NaCl胁迫导致3种幼苗的光合作用参数Pn、Gs、Ci和E下降,而气孔限制值、水分利用效率、根和叶中游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量、根和叶中CAT和APX活性升高;(3) NaCl胁迫改变了苦楝、白榆和刺槐幼苗体内的离子平衡状态,使3种幼苗根和叶中的Na+含量显著升高、叶中K^(+)含量升高;而根和叶中Mg^(2+)和Ca^(2+)以及根中K+含量的变化规律不完全一致。[结论]苦楝、白榆和刺槐幼苗耐盐能力强弱为白榆>苦楝>刺槐;根中游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量、根和叶中CAT和APX活性、根中Ca^(2+)和叶中Na^(+)含量与苦楝、白榆和刺槐幼苗的耐盐性关联度较高,可作为耐盐性评价指标。

芦竹属菌草腋芽萌发期耐盐性评价

【目的】筛选腋芽萌发期耐盐性较强的芦竹属菌草品种,为该类菌草耐盐品种培育提供参考。【方法】以国内外不同地区的12个芦竹属菌草品种为试材,对150 mmol·L^(-1) NaCl溶液处理后腋芽萌发期的各个指标(芽长、根长、芽鲜质量、根鲜质量、发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数)进行测定。利用模糊隶属函数法和聚类分析法对供试品种的耐盐性进行综合评价。【结果】与对照组相比,在150 mmol·L^(-1) NaCl胁迫下,所有供试品种的发芽势均降低,芽长、根长、芽鲜质量和根鲜质量都减小;除LZ_NO.1、LZ_NO.3和LZ_NO.7外,其他品种的发芽率均下降;活力指数受盐胁迫的影响最大。基于各指标耐盐系数隶属函数值的临近度对12个品种进行聚类分析,结果表明:LZ_NO.1、LZ_NO.3和LZ_NO.7为一类,属高耐盐型;LZ_NO.2、LZ_NO.4和LZ_NO.6为一类,属盐敏感型。【结论】腋芽萌发期耐盐性较强的芦竹属菌草品种为LZ_NO.1、LZ_NO.3和LZ_NO.7;根据活力指数可判定芦竹属菌草品种的质量优劣。

小麦耐盐种质筛选及栽培调控技术研究进展

小麦耐盐种质筛选及配套栽培调控技术研究是小麦耐盐品种选育、盐碱地小麦减损稳产的前提。本文简介了小麦耐盐种质筛选流程、耐盐性评价指标与方法,重点总结了山东、河北、新疆和江苏4省的耐盐小麦品种(系)概况以及抗盐相关栽培调控技术研究进展,提出了研究存在筛选方法不统一、盐碱地实地筛选研究缺乏和栽培调控技术不系统等问题,建议统一室内筛选方法、利用室外盐池和盐碱地开展耐盐种质筛选及配套抗盐栽培调控技术研发,并基于多组学技术从遗传学和生理学角度系统探究小麦耐盐种质的耐盐机理以及栽培调控原理。

4个羊草品种(系)耐盐性评价

为了探究不同羊草品种(系)耐盐性,试验以JM007、JM009、吉生1号和东北羊草为材料,分析不同浓度(200,400,600 mmol/L) NaCl胁迫对其萌发期萌发指标和幼苗期生理指标的影响,以纯化水/Hoagland营养液为对照(CK),并利用主成分分析法、相关性分析、隶属函数法等方法对各单项指标的耐盐系数进行分析,综合评价羊草品种(系)耐盐性。结果表明:羊草萌发期和幼苗期的各项指标均受到不同浓度NaCl胁迫的影响,但不同指标对NaCl胁迫的敏感度存在差异。随着NaCl浓度升高,羊草种子的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对种子活力、相对胚芽长和相对胚根长均呈逐渐下降趋势,此外NaCl胁迫对羊草胚芽长的抑制作用大于胚根长。与CK相比,不同浓度NaCl胁迫下4种羊草幼苗MDA、Pro含量均显著增加(P<0.05),JM007羊草幼苗SOD活性呈逐渐上升趋势,JM009、吉生1号和东北羊草幼苗SOD活性呈先上升后下降趋势。除东北羊草外,其他3种羊草幼苗POD、CAT活性相较CK均显著增加(P<0.05);与CK相比,JM007和JM009羊草幼苗SS含量均呈逐渐上升趋势,吉生1号羊草和东北羊草幼苗SS含量呈现先平稳后骤升最后下降的趋势。按综合评价(D)值排序,萌发期为JM009>JM007>吉生1号>东北羊草,幼苗期为JM007>吉生1号> JM009>东北羊草。说明JM009羊草种子在萌发期耐盐能力较强,JM007羊草则在幼苗期耐盐能力较强。

耐盐聚丙烯酰胺共聚物稠化剂研究进展(Ⅰ)

耐盐聚合物是高矿化度地层水、压裂返排液重复利用及高矿化油藏提高采收率的关键材料,对复杂油气藏的开发具有重要的价值。对比分析了耐盐单体共聚聚合物、疏水缔合聚合物、两性聚合物、非直链型聚合物、复合型聚合物的耐盐机理及分子结构,探讨了5类耐盐聚合物的优缺点及研究方向,详细综述了耐盐聚合物的国内外研究进展及应用现状,指出了耐盐聚合物存在的主要问题,为下一步耐盐聚合物的研究及应用指明了方向。

丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚物耐盐机理

分别采用常规实验评价和分子动力学模拟方法,研究了丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸钠共聚物(P(AM/AANa/AMPSNa))和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在不同类型阳离子存在下的溶液性质,并从原子分子水平探讨了P(AM/AANa/AMPSNa)的耐盐机理。实验结果表明,在相同浓度下,不同阳离子对P(AM/AANa/AMPSNa)黏度影响能力的大小顺序为:Ca2+>Mg2+>Na+。与HPAM分子相比,在P(AM/AANa/AMPSNa)分子链上一定量的磺酸基增强了分子链内带负电基团的静电排斥作用,且对阳离子吸引弱,有效增加了分子链流体力学体积;强极性的磺酸基使水化层更致密,溶液中阳离子在穿透水化层时需克服更大的能量势垒,导致阳离子对带负电基团的静电屏蔽作用较弱,使P(AM/AANa/AMPSNa)更耐盐。

小麦耐盐基因TaHKT1的新单倍型及其耐盐性评价

本研究利用0.5%盐胁迫对275份小麦品种(系)进行芽期耐盐性鉴定,测定发芽率、芽长、根长、根数、芽鲜质量、根鲜质量及根冠比等指标。利用主成分分析法将7个指标转化为3个主成分,累积贡献率为74.35%。通过主成分贡献率和隶属函数分析进一步将3个主成分简化为综合评价值(D)。根据D值的大小,利用聚类分析法将275份小麦品种(系)划分为高耐盐、中耐盐、耐盐、盐敏感和盐高敏感共5个等级,筛选出高耐盐种质11份、中耐盐107份、耐盐60份,累计占比64.7%。通过对13个小麦品种(系)进行TaHKT1基因序列分析,发现T∶T新单倍型与耐盐性相关。利用KASP标记对275份小麦品种(系)进行检测,有98份小麦品种(系)为新单倍型,占35.64%;新单倍型小麦品种(系)在各省份中所占比例不同。将小麦品种(系)的TaHKT1基因T∶T单倍型与耐盐性D值进行关联分析,结果表明,TaHKT1基因T∶T单倍型与小麦芽期耐盐性差异达极显著水平(p<0.01)。