【摘 要】
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在热带和亚热带地区,柱花草属(Stylosanthes)是极具经济重要性的豆科牧草,被称为“热带苜蓿”。柱花草在饲草生产、水土保持、果园覆盖等多方面都起着重要的作用。1962年,我国首次从马来西亚引种柱花草到海南,后来又引种到广西、云南、福建等地栽培。由于全球盐碱地比例逐渐增加,盐胁迫已成为限制柱花草栽植推广的重要障碍。本实验比较了不同柱花草的耐盐性,测定了柱花草不同组织中Sg NAC1和Sg N
【基金项目】
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国家自然科学基金“细茎柱花草生物钟元件SgGIs参与低温响应的作用机理解析(31601990)”和“生物钟功能基因SgGIs在细茎柱花草抗寒调控中的作用机理解析(2900-216250)”
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在热带和亚热带地区,柱花草属(Stylosanthes)是极具经济重要性的豆科牧草,被称为“热带苜蓿”。柱花草在饲草生产、水土保持、果园覆盖等多方面都起着重要的作用。1962年,我国首次从马来西亚引种柱花草到海南,后来又引种到广西、云南、福建等地栽培。由于全球盐碱地比例逐渐增加,盐胁迫已成为限制柱花草栽植推广的重要障碍。本实验比较了不同柱花草的耐盐性,测定了柱花草不同组织中Sg NAC1和Sg NAC2基因的表达,并通过转化烟草(Nicotiana tabacum)获得过表达Sg NAC1的转基因植株,研究Sg NAC1对植物耐盐能力的影响,对柱花草耐盐机制研究和耐盐育种具有重要意义。主要研究结果如下:(1)对‘粤农1号(YN01)’、‘粤农2号(YN02)’和‘格拉姆(S.guianensis(Aubl.)Sw.cv.)’柱花草同时进行盐胁迫处理(150 m M Na Cl),测定处理前后叶片的各项生理指标。结果表明,盐胁迫处理10 d之后,‘YN02’脯氨酸增量分别是‘YN01’和‘格拉姆’的5倍和2.8倍,而‘YN01’和‘格拉姆’的丙二醛增量分别达到‘YN02’的3.75和5倍,说明‘YN02’对盐胁迫的耐受能力显著强于‘YN01’和‘格拉姆’。(2)通过荧光定量PCR分析Sg NAC1和Sg NAC2基因在‘YN02’的叶片及茎中的表达模式。发现在盐胁迫处理后,柱花草叶片中Sg NAC1和Sg NAC2基因表达量在2 h时达到最低,分别是处理前的0.4倍和0.2倍,茎中两种基因分别在6 h和24 h后达到最高,分别是处理前的3.4和4.2倍。在ABA处理之后,柱花草叶片中Sg NAC1及Sg NAC2基因表达量在处理1 h后达到最高,分别是处理前的3.9和15.5倍,茎中Sg NAC1及Sg NAC2基因表达量在处理1 h后达到最高,分别是处理前的1.5和11.4倍。在ABA+Na Cl处理之后,发现柱花草叶片中Sg NAC1及Sg NAC2基因表达量在处理0.5 h后达到高峰,是处理前的5.5和11.3倍,茎中Sg NAC2基因在0.5 h达到最高,是处理前的28.5倍,而茎中Sg NAC1基因表达量在1 h达到一个高峰,是处理前的8.3倍,在处理12 h后又达到一个高峰,是处理前的11.3倍。这些结果表明茎中两种基因在处理12 h左右响应盐胁迫,处理1 h左右响应ABA和ABA+Na Cl,且Sg NAC2响应幅度大于Sg NAC1。盐胁迫下,叶片中两种基因有可能受其他条件影响,使得在处理2 h后表达量下降显著。在ABA+Na Cl处理下Sg NAC1基因出现的两个表达高峰,有可能是ABA和Na Cl两种物质共同作用的结果。(3)利用农杆菌(Agrobacterium)转化法转化野生型烟草,成功获得过表达Sg NAC1的转基因烟草株系(Sg NAC1-OE)。对野生型和Sg NAC1-OE烟草同时进行盐胁迫处理(300 m M Na Cl),测定处理前后叶片的各项生理指标。结果表明,盐胁迫处理6 d后,Sg NAC1-OE烟草脯氨酸增量是野生型烟草的5倍,而野生型烟草的丙二醛增量是Sg NAC1-OE烟草的1.8倍。说明在盐胁迫下,Sg NAC1基因的过表达一定程度上减弱了细胞膜的受损程度,增强了烟草耐盐能力。
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