盐胁迫条件下三角滨藜叶片中盐分的积累与分配

用扫描电镜和能谱仪测定不同浓度NaCl胁迫2wk后的三角滨藜幼叶和成熟叶中Na+在细胞外和细胞内的分布情况,并利用原子吸收分光光度计测定叶片中Na+的积累量,同时还观测了盐囊泡及其与盐的积累、分泌之间的关系.结果表明,在盐胁迫下,三角滨藜叶片中的Na+积累量随根外溶液盐浓度的升高而增加,而盐囊泡的含盐量并无显著变化.同时发现,叶片中的Na+主要积累在细胞内.因此,可以认为,三角滨藜主要靠吸收并在细胞内积累Na+来降低渗透势,保证植株的水分吸收,而三角滨藜的盐囊泡在盐分分泌与抗盐中并无实质性作用.

盐胁迫对三角滨藜种子萌发和幼苗生长的影响

通过NaCl溶液培养和海水浇灌处理,研究了盐胁迫对三角滨藜种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,随NaCl溶液浓度的提高,三角滨藜种子萌发有下降趋势,但低于140 mmol/L NaCl溶液对三角滨藜种子萌发无明显影响;高浓度盐胁迫对三角滨藜的幼苗生长表现出抑制作用;低浓度盐胁迫(低于100 mmol/L NaCl溶液培养或25%海水浇灌)则能促进其营养生长.

三角滨藜的耐盐性试验

通过盐溶液培养、海水灌溉研究了三角滨藜对盐渍环境的反应。结果表明,三角滨藜的种子可在含盐量140mmol/L的溶液中或在含盐量1.0%的土壤中正常萌发,其植株可在纯海水灌溉条件下正常生长,也可在含盐量300mmol/L的溶液中或含盐量1.5%的土壤中生长,并完成其生活史。同时试验还证明,轻度的盐胁迫可以促进三角滨藜植株的生长和叶菜产量的提高。

碱蓬和三角叶滨藜幼苗生长、光合特性对不同盐度的响应

为了探讨碱蓬和三角叶滨藜对不同盐度的响应机制,采用砂培试验,用含不同浓度NaCl的Hoagland营养液处理其幼苗30d,分析其生物量、株高、含水量(WC)、叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量、Chl/Car、Chl a/Chl b、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)的变化。结果表明,1)和对照(不加NaCl)相比,低盐(100mmol/L NaCl)显著提高碱蓬幼苗的干重(DW)、株高和地上部WC,三角叶滨藜的株高不受明显影响,而其地上部DW和WC显著下降;中盐(400mmol/L NaCl)胁迫下,碱蓬株高、地上部DW和WC无显著变化,而三角叶滨藜地上部DW和WC显著下降;高盐(800mmol/LNaCl)下,两植物DW和含水量均明显降低,且碱蓬干重和含水量的降幅要显著低于三角叶滨藜。2)低盐对两植物的Chl含量没有明显影响,随着盐度的增加,其Chl含量均显著下降,碱蓬Chl含量的降幅显著大于三角叶滨藜。低盐明显提高碱蓬叶片的Car含量,但是不影响三角叶滨藜叶片的Car含量,随着盐度的增加,两植物的Car含量均显著下降,碱蓬Car含量的降幅显著大于三角叶滨藜的。随着NaCl浓度增加,两植物的Chl a/Chl b均逐渐上升,而对三角叶滨藜的Chl/Car影响也不显著,但是随着盐度的增加,碱蓬叶片Chl/Car呈先降低后升高的趋势。3)100mmol/L NaCl处理显著提高碱蓬的Pn、Gs和Tr,但显著降低三角叶滨藜的Pn、Gs和Tr,随着盐度的进一步增加,二者的Pn、Tr、Gs均显著下降,其中碱蓬Pn、Tr的降幅要显著低于三角叶滨藜的。随着盐度的增加,碱蓬Ci逐渐显著下降;而随着盐度增加,三角叶滨藜的Ci呈先降低、再升高的趋势,800mmol/L NaCl处理的Ci显著高于对照。4)碱蓬生物量与Tr、Pn、地上部WC、Car含量、根WC、Gs、根冠比、株高、Chl含量、Ci有极显著的正相关,而与Chl/Car、Ls呈极显著负相关,与WUE显著负相关;三角叶滨藜生物量与地上部WC、Chl含量、Pn、Car含量、Tr、Gs、根WC、株高呈极显著正相关,与Chl a/Chl b呈极显著负相关。综上所述,碱蓬和三角叶滨藜幼苗具有高度的耐盐性,且前者的耐盐性高于后者,主要是因为高盐下前者维持更高的光合效率和水分利用效率;Tr、Pn和地上部WC可优先作为评价碱蓬耐盐性的指标,而可作为优先评价三角叶滨藜耐盐性的指标为地上部WC、Chl含量和Pn;高盐下碱蓬Pn的下降主要是气孔限制的结果,而三角叶滨藜Pn下降则主要是由于非气孔限制导致的。

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因的克隆及序列分析

以藜科植物山菠菜甜菜碱醛脱氢酶 (BADH)基因的保守区设计引物 ,通过RT PCR技术 ,从三角叶滨藜cDNA中分离了两个BADH基因片段BADH3 和BADH5,并利用巢式PCR、cRACE以及 3′ RACE获得全长BADH3 。测序结果表明 ,BADH3 和BADH5之间的核苷酸同源性为 81 % ,其推测的氨基酸序列同源性 80 %。全长BADH3 核苷酸序列长 1 81 5bp ,79～ 1 5 78bp为一个开放阅读框架 ,推测的氨基酸序列全长 5 0 0个氨基酸残基 ,相对分子质量为 5 4 70 0 ,pI为 5 5。其核苷酸序列和推测的氨基酸序列与山菠菜同源性分别为 95 %和 93%。由三角叶滨藜 3′端部分BADH基因的克隆gBADH1 和gBADH2 推测的外显子序列分别与BADH5和BADH3 完全一致 ,且gBADH1 和gBADH2 的内含子插入位置和大小有较大差异。表明三角叶滨藜BADH基因是一个多基因家族 ,至少存在

耐盐蔬菜三角叶滨藜的引种和栽培研究

通过引种、栽培等试验 ,研究从美国引进的三角叶滨藜在江苏沿海滩涂的生物学特性、栽培技术和对滨海盐土的影响。结果表明 :三角叶滨藜不仅营养丰富 ,而且具有极强的耐盐性和对沿海滩涂很好的适应性 ;其鲜叶最高产量的播种量和施氮量分别是 0 .60 7kg/亩和 13.2 4 6kg/亩 ,籽粒最高产量的播种量和施氮量分别是 0 .190 kg/亩和 11.0 2 7kg/亩 ;种植三角叶滨藜的滨海盐土含盐量有所下降 ,各种养分含量有明显提高。三角叶滨藜可作为江苏沿海滩涂特色耐盐蔬菜进行产业化开发。

土壤盐分对三角叶滨藜抗旱性能的影响

用不同浓度NaCl溶液浇灌后进行干旱处理,测定了不同处理条件下三角叶滨藜幼苗在干旱持续过程中植株生长状况、叶片光合作用、抗氧化酶活性以及植株水分状况等的变化,以分析土壤盐分对三角叶滨藜耐旱性的影响。结果显示,用0.1—0.4mol/L NaCl溶液浇灌后进行干旱处理(干旱+NaCl)的三角叶滨藜幼苗在干旱持续期间植株生长量、叶片净光合速率均明显高于用水浇灌后进行干旱处理(干旱)的三角叶滨藜幼苗,且后者在干旱处理的后期导致了叶片光合机构的明显损伤,前者则无。同时,干旱+NaCl处理的植株叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性的变化幅度明显小于干旱处理的,且前者的丙二醛含量显著低于后者。进一步分析各处理土壤和植株水分状况发现,与干旱处理相比,干旱+NaCl处理显著提高了土壤的保水能力,增加了植株对Na+的吸收和积累,降低了叶片渗透势。由此可见,土壤中适量盐分存在能够增加三角叶滨藜对Na+的吸收和积累、降低组织渗透势、维持较强的吸水和保水力,从而减弱因干旱脱水导致的过量活性氧自由基产生对细胞膜系统的损伤和对光合机构的破坏,有利于维持相对较高的物质生产能力和细胞的持续生长,最终表现为耐旱性能的增强。

不同光照强度下三角叶滨藜光合作用对盐激胁迫的响应

以溶液培养的三角叶滨藜植株为材料研究了不同光照条件下其叶片光合作用对盐（NaCl）激胁迫的即刻反应及变化规律.结果表明,三角叶滨藜光合作用对盐激胁迫的响应有8 min左右的滞后期.在光照强度为100μmol·m^-2·s^-1和100 mmol·L^-1浓度NaCl共同作用下,三角叶滨藜叶片净光合速率略有上升;但随NaCl浓度和光照强度进一步增加,其净光合速率呈下降趋势,且光照越强,盐胁迫导致的净光合速率下降幅度越大.同时,弱光下或强光低浓度NaCl胁迫下,盐激胁迫导致的净光合速率下降主要是气孔限制引起的;而强光下,高浓度的NaCl胁迫导致的净光合速率下降在盐激胁迫处理的前30-40 min主要由气孔限制引起,40 min后则主要由非气孔限制引起.可见,不同光照强度和NaCl浓度胁迫下三角叶滨藜叶片光合作用响应规律不同,引起净光合速率下降机制各异.

三角叶滨藜根吸水特点与其抗盐性的关系

采用压力室和冰点渗透压计测定了三角叶滨藜在不同浓度NaCl的根系环境溶液中根木质部的压力势和伤流液的渗透势,并利用原子吸收分光光度计测定了植株和伤流液以及环境溶液中Na+含量。结果表明:随着根环境溶液NaCl浓度的增加,三角叶滨藜植株和木质部伤流液中Na+含量虽呈上升趋势,但根系的过滤系数和体内Na+相对累积量逐渐降低,说明三角叶滨藜根细胞对盐分有很强的过滤作用;木质部伤流液的渗透势随着环境溶液渗透势的降低而降低,但根木质部溶液的水势则逐渐高出根外环境溶液的渗透势;表明三角叶滨藜能够利用较低的木质部负压来抵抗根外溶液的低渗透势而反渗透吸水,并利用根细胞对盐分的过滤作用来避免从环境摄取过量的盐分。

盐胁迫下三角叶滨藜根系超滤特性的分析

对耐盐蔬菜三角叶滨藜(Atriplex triangularis)在盐胁迫下的蒸腾吸水量、Na+吸收和根系径向反射系数进行了测定,分析其根系超滤特性与植物耐盐性的关系。结果表明,随着盐胁迫强度的增加,三角叶滨藜的Na+吸收量逐渐增多、蒸腾吸水量和根系径向反射系数则逐渐降低;但以根外溶液盐浓度为基础的Na+相对吸收量却呈降低趋势,同时进入木质部的Na+的量也不随根的径向反射系数的减小而显著增多。说明三角叶滨藜在盐胁迫下一方面通过改变根系的超滤特性,降低根系径向反射系数来防止木质部拉力过大导致的木质部空化的危险,另一方面通过减少对盐分的吸收来避免盐分过多积累对植株的伤害。

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因克隆及植物表达载体的构建

通过RT PCR技术从盐生植物三角叶滨藜总RNA中,扩增并克隆了BADH68基因。该基因全序列显示,核苷酸序列长1520bp,12～1515bp为1个开放阅读框架,推测的氨基酸序列全长为500个氨基酸残基,其核苷酸序列与菠菜和山菠菜同源性分别为89%和95%。利用BamHI和SacI酶切位点将BADH68基因连接到pCAMBI A2301的多克隆位点,并把35S启动子和nos终止子分别连接到BADH基因的上游和下游的多克隆位点上,获重组植物表达质粒pCAMATBADH682,并转入根癌农杆菌LBA4404中,获LBA4404(pCBAMATBADH682)菌种。

耐盐蔬菜三角叶滨藜营养成分分析与评价

运用国标法对江苏沿海滩涂引种的耐盐蔬菜三角叶滨藜营养成分进行测定和分析。结果表明:三角叶滨藜主要营养物中含水量90.53%、粗蛋白2.62%、粗脂肪0.31%、粗纤维1.38%、灰分1.52%、总糖4.61%;含18种氨基酸,氨基酸总量为191.19mg/g,鲜味氨基酸含量为48.72mg/g,必需氨基酸模式与FAO/WHO接近;抗坏血酸含量较高,达45.23mg/100g;铁、锰的含量丰富,铜、锌、镉、铬、铅的含量未超国家限量标准,食用安全。

播种密度和氮肥运筹对三角叶滨藜生长与品质的影响

以三角叶滨藜为材料,研究了播种密度及氮肥对三角叶滨藜生长、鲜叶产量及品质的影响。结果表明:①3.75(B1)、7.5(B2)kg.hm-2的播种量,100(N2)、200(N3)kg.hm-2的施氮量均可以显著提高三角叶滨藜的株高及鲜菜产量。7.5(B2)kg.hm-2的播种量,200(N3)kg.hm-2施氮量较有利于三角叶滨藜鲜菜总产量的增加。②100(N2)-200(N3)kg.hm-2范围内的氮肥能显著提高三角叶滨藜Vc及蛋白含量。15(B4)kg.hm-2的播种量不利于三角叶滨藜品质的积累,Vc及蛋白含量显著下降。

苏北沿海滩涂三角叶滨藜盐肥效应研究

在苏北沿海滩涂上采用正交试验设计进行田间试验,研究了不同盐分含量土壤上三角叶滨藜盐肥耦合效应。结果表明:7.5～8.5 g/kg(S2)的土壤盐分和增施100 kg/hm2(N2)、200 kg/hm2(N3)的N肥均有利于三角叶滨藜鲜菜总产量的提高。盐肥交互效应发现,较有利于三角叶滨藜鲜菜总产量增加的处理组合为S2N3,即土壤盐分含量7.5～8.5 g/kg,N肥施用量为200 kg/hm2。在盐土上增施100 kg/hm2(N2)、200 kg/hm2(N3)的N肥可显著提高三角叶滨藜Vc和蛋白质含量。从处理间区别看,影响三角叶滨藜品质的主要因素是N肥,土壤盐分含量次之。

三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因5′侧翼序列的克隆与分析

根据三角叶滨藜甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)5′端序列设计特异引物,采用反向PCR技术从三角叶滨藜总DNA中扩增并克隆了该基因的5′侧翼区约855bp的片段。距起始密码子ATG77bp处的T碱基为可能的转录起始位点。在-25～-30bp、-260～-265bp、-337～-342bp以及-715～-720bp含有推测的TATA box(TATAAA),在-389～-393bp和-720～-724bp含有推测的CAAT box(CCAAT),以及在-112～-116bp和-397～-401bp含有推测的ABA作用元件CACGT。仅其-178～-1bp区与中亚滨藜BADH基因启动子区高度同源,同源性为90%。该BADH基因5′侧翼区与其它植物BADH基因的启动子区无同源性。

离子注入对三角叶滨藜种子萌发及愈伤组织的影响

利用Ｎ＋、Ａｒ＋、Ｚｎ２＋离子分不同辐射能量，对三角叶滨藜（Ａｔｒｉｐｌｅｘ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒｉｓ）种子 进行离子注入，研究低能量状态下激发诱变的生物学效应。结果表明 Ｎ＋、Ａｒ＋、Ｚｎ２＋离子注 入处理后，三角叶滨藜种子萌发率均有下降。其中Ａｒ＋处理组种子萌发率高于对照组。由无 菌苗诱导产生愈伤组织及其生理活性也存在差异。通过对愈伤组织ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性进 行测定，发现这３种离子注入种子处理后愈伤组织的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性一般都低于未处 理的对照组。其中Ｚｎ２＋注入处理后ＳＯＤ活性高于对照组。

磷对盐胁迫下三角叶滨藜幼苗生长的缓解效应

研究了磷对盐胁迫下三角叶滨藜幼苗生长的缓解效应。结果表明:磷可在一定程度上缓解盐害。

三角叶滨藜子叶愈伤组织诱导及分化的研究

以经过灭菌处理的三角叶滨藜种子为材料,以MS和1/2MS+G30或15两个浓度组合的培养基为基本培养基,附加不同浓度的生长素和细胞分裂素,对三角叶滨藜子叶愈伤组织的诱导和分化进行了研究。获得三角叶滨藜幼苗旺盛生长的培养基为1/2MS加G15;在附加不同浓度BA、IAA、IBA、NAA、2,4-D的MS培养基上,筛选出诱导子叶愈伤组织的最适培养基是MS+BA2/L+2,4-D1/L。把愈伤组织接种到附加不同浓度IAA、GA的MS+BAI/L培养基上进行分化培养,筛选出愈伤组织分化的理想培养基是MS+BAI/L+IAAO.2/L+GA2/L。

等渗盐分与水分胁迫对三角叶滨藜和玉米光合作用的影响

以溶液培养的三角叶滨藜(Atriplex triangularis)和玉米(Zeamays)为材料,测定了等渗的盐分和水分胁迫对2种植物光合作用的短期影响。结果表明:等渗的水分和盐分胁迫均会造成三角叶滨藜和玉米净光合速率(Pn)的降低,而且随着胁迫程度的增强,水分胁迫引起Pn下降的幅度要明显高于等渗的盐分胁迫;在较低渗透胁迫强度下,2种胁迫导致光合速率下降的主要原因是气孔限制;但在环境溶液渗透势为-1.0MPa时,水分胁迫对光合作用的影响逐渐转化成非气孔限制,而盐胁迫仍然是气孔限制起主要作用;由此可见,等渗透势的水分胁迫对2种植物光合系统的影响要明显大于盐分胁迫。