接种根瘤菌对栽培和野生大豆盐害的调控效应及其机理研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Melissachen
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为了解接种慢生型根瘤菌是否具有缓解大豆的盐害的效应,本试验以栽培大豆(耐盐品种Lee68和盐敏感品种Jackson)和野生大豆(耐盐品系BB52和盐敏感品系N23227)为研究材料,采用盆钵培养方法,人工模拟盐胁迫处理幼苗,通过分析接种根瘤菌后不同大豆幼苗的生长状况、离子稳态平衡以及Na+、Cl-、N03-、NH4+等相关转运蛋白编码基因的表达水平及其可能的相互关系,试图揭示接种根瘤菌对大豆盐害的调控效应及其机理。主要研究结果如下:接种根瘤菌可明显恢复盐胁迫下栽培大豆Lee68和Jackson两种幼苗的生长,主要通过增加株高和鲜重,提高植株体内NO3-、NH4+、总氮含量,降低茎、叶Na+和C1-含量以及根、茎、叶Na+/K+和Cl-/N03-值,抑制根和叶丙二醛含量和相对电解质渗漏率的上升。从两种栽培大豆生长和形态、生理指标上看,盐敏感品种Jackson叶片复绿效果更明显,幼苗鲜重和根中相对电解质渗漏率均恢复至对照水平。并且接种根瘤菌能提高 Jackson 叶中 GmNHX1、GmCLC1、GmCLC-c2、GmCLC-b2、GmCLC-d1、GmCLC-d2、GmCLC-g 表达水平,增强栽培大豆 GmNRT1-2、GmNRT1-3、GmNRT1-4、GmNRT2和GmAMT1.6、GmAMT2.1基因表达,表达量基本在6 h或12 h达到最大。接种根瘤菌可明显缓解150 mMNaCl胁迫对野生大豆BB52和N23227幼苗的伤害,主要通过增加幼苗株高、鲜重和干重,提高植株体内NO3-、NH4+、总氮含量,使离子毒害相关的Na+、C1-含量以及Na+/K+、Cl-/N03-值维持在一个较低的水平,抑制膜脂过氧化作用生成物丙二醛含量和相对电解质渗漏率的上升。从两种野生大豆生长、形态指标以及离子含量上看,盐敏感品系N23227长势恢复较好,盐害症状较不明显,株高、鲜重和干重的增幅分别达到79.7%、83.05%和71.41%,Na+含量和Na+/K+、Cl-/N03-比值较低。并且接种根瘤菌能增强BB52叶中GsSOS1表达,使表达量在24h达到最大,提高野生大豆 GsCLC1、GsCLC-c2、GsNRT1-2、GsNRT1-3、GsNRT1-4、GsNRT1-5、GsNRT2以及GsAMT1.6、GsAMT2.1基因表达水平。从栽培和野生大豆形态指标、离子含量以及相关离子转运蛋白编码基因的表达水平上看,接种根瘤菌对野生大豆盐害的缓解效应比栽培大豆更明显。主要体现在接种根瘤菌还能显著恢复野生大豆幼苗干重,抑制根中离子毒害相关的Na+和Cl-含量,提高叶中GsSOS1、根中GsCLC1、GsCLC-c2以及野生大豆GsNRT1-5表达水平。综上,接种根瘤菌可以缓解栽培和野生大豆的盐伤害,主要通过维持离子稳态和增强细胞膜稳定性,以及提高Na+、Cl-、NO3-、NH4+等相关转运蛋白编码基因的表达水平等综合提高大豆的耐盐能力。并且接种根瘤菌对耐盐性不同的大豆缓解效果还不一致,其中盐敏感大豆Jackson和N23227的缓解效应更加明显。接种根瘤菌对栽培和野生大豆的缓解效应也不一致,其中对野生大豆的缓解作用更明显。而且能减少长期使用化肥带来的环境污染,为盐渍地区种植实践提供了重要理论依据和技术指导。
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