cDNA Cloning of a Vacuolar H^+-Pyrophosphatase and Its Expression in Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link in Response to Salt Stress

A cDNA clone encoding a vacuolar H+-pyrophosphatase (V-H+-PPase) was isolated from Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link by using RACE method. Sequence analysis revealed that HbVP1 contained 2 319 nucleotides of open reading frame (ORF) and 420 nucleotides of 3′-untranslated region. Its encoding protein consisted of 773 amino acid residues, which includes 14 transmembrane helices. The predicated molecular mass is 80.4 kDa with pI of 4.90. The V-H+-PPases in higher plants shared low identity (40-55%) with those of protozoa, marine alga and archaebacteria. HbVP1 transcripts accumulated abundantly in roots, shoots and seeds, and it was also strongly induced by salt treatment.

盐胁迫下野大麦耐盐生理机制初探

以盐生植物野大麦、甜土植物中国春小麦为材料,研究了NaCl胁迫对野大麦、小麦幼苗叶片质膜透性、含水量、地上和根部离子含量、脯氨酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性的影响。结果表明,随盐胁迫浓度增加,野大麦的细胞膜透性、Na+含量、脯氨酸含量、Na+/K+、PEPCase活性增加,含水量、K+含量下降;但在相同盐胁迫条件下野大麦地上部和根部Na+含量明显低于小麦,而根中K+含量高于小麦,表明野大麦可能具有拒绝吸收Na+和维持高K+含量的能力;野大麦的脯氨酸含量增加幅度小于小麦,表明在盐胁迫下野大麦不是通过脯氨酸的积累来达到体内渗透平衡的;野大麦PEPCase活性增加明显高于小麦,说明提高光合效率可能是野大麦实现盐适应的主要措施之一。

野大麦耐盐适应性反应机制的研究

目的探讨野大麦的耐盐适应性反应机制。方法采用原子吸收和X-ray微区分析等方法分析野大麦[Hordeumbrevisubulatum(Trin.)Link]在NaCl胁迫下幼苗生长、K+和Na+吸收、运输、分配及外排等生理响应。结果在NaCl≤350mmol·L-1时,茎叶和根系的干重变化不明显,盐浓度的增加对根生长的抑制作用小于茎叶,根Na+含量增加的幅度小于茎叶、茎叶和根中K+含量均下降,但茎叶可维持较高的K+含量;野大麦具有较强的K+-Na+吸收选择性;低盐胁迫时Na+主要贮存于液泡和细胞间质;高盐胁迫时主要通过外排Na+来维持体内离子平衡。结论野大麦在NaCl≤350mmol·L-1时生长正常,其耐盐性与根拒绝吸收Na+及茎叶维持高K+含量有关,Na+区域化与外排可能是野大麦主要的耐盐适应性反应机制。

披碱草和野大麦及其BC_1F_2代不同株系苗期耐盐性研究

测定了在盐胁迫下亲本披碱草和野大麦及其BC1F2代不同株系幼苗的相对含水量、细胞膜透性、游离脯氨酸含量等生理生化指标。结果表明,盐胁迫下披碱草和野大麦及其BC1F2代各株系幼苗的组织相对含水量下降、游离脯氨酸含量增高、质膜透性增大,亲本披碱草和野大麦及其BC1F2代不同株系间存在差异。综合评价得出其耐盐性排序为:野大麦>Y1F2-5>Y1F2-3=Y1F2-1>P1F2-6>Y1F2-6=Y1F2-9>Y1F2-2>Y1F2-8>P1F2-7>披碱草>Y1F2-7。

野大麦盐胁迫rbcS基因的克隆及序列分析

[目的]对野大麦盐胁迫rbcS基因进行克隆及序列分析。[方法]以盐胁迫下的野大麦幼嫩叶片为试材,根据GenBank中小麦和大麦rbcS基因核酸序列的同源性设计引物,对野大麦基因组DNA进行PCR扩增、回收、连接、转化及测序。[结果]在野大麦的基因组中克隆了2个大小不同的rbcS基因序列rbcS1和rbcS2,长度分别为1252和908bp。rbcS1和rbcS2均由2个外显子和1个内含子组成,外显子长度相等,编码序列为525bp,同源性为96%,编码174个氨基酸;rbcS1和rbcS2内含子大小不同,分别为448和107bp。[结论]为进一步探讨rbcS基因在野大麦耐盐机制中的分子机制奠定了基础。

NaCl胁迫下5种牧草种子萌发的比较研究

对碱茅、黑麦草、野大麦、盐爪爪、碱蓬等５种耐盐及盐生牧草种子在浓度为０、２１、６６、１１０、１５５、２００、２６７、３３４和４４５ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ溶液中的萌发进行了研究，分别观测盐溶液对发芽率、发芽指数、相对子叶长和胚根长等萌发指标的影响。结果表明：盐胁迫下，５个种的发芽率均随盐分浓度的增加而显著下降（Ｐ＜０．０１），５个种在ＮａＣｌ溶液中萌发的临界浓度分别为２６７、２２０、８０、２６７和１６６ｍｍｏｌ／Ｌ，盐胁迫对胚根的影响大于对子叶的影响。盐胁迫对碱蓬种子的发芽率同其对子叶和胚根生长的影响作用不同。萌发期耐盐指标的确定应从多项生长指标中加以筛选。

披碱草和野大麦及其杂交新品系苗期耐盐性研究

为了评价披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)和野大麦(Hordeum brevisubulatum Link)及其杂交新品系牧草P_(13)[(披碱草×野大麦)×野大麦]、Y_(33)[(野大麦×披碱草)×野大麦]间幼苗的耐盐性,试验以上述4个牧草品种为材料,设置0(CK)、1%、2%、3%4个盐浓度梯度,每隔2 d更换一个浓度,在处理前及处理后的第3,6,9天测定4种材料(野大麦、披碱草、P_(13)、Y_(33))的丙二醛含量、相对含水量、细胞膜相对透性、游离脯氨酸含量、叶绿素含量,综合评价4种牧草品种的耐盐性,采用灰色关联度分析法分析4种牧草品种的各指标与耐盐性的关联度。结果表明:随盐胁迫强度的增大,披碱草和野大麦及其杂交新品系幼苗丙二醛含量、细胞膜相对透性、游离脯氨酸含量呈增加趋势,而相对含水量、叶绿素含量呈下降趋势;打分法综合评价各材料的耐盐顺序为野大麦>Y_(33)>P_(13)>披碱草;模糊隶属函数法综合评价各材料的耐盐顺序为野大麦=Y_(33)>P_(13)>披碱草。灰色关联度分析表明5个生理指标的关联度值均较高,都可作为评价野大麦和披碱草及其杂交新品系受盐胁迫的鉴定指标。说明新品系Y_(33)和P_(13)的耐盐性强于亲本披碱草。