植物在生长发育过程中会受到很多胁迫的影响,盐胁迫和缺钾胁迫最为常见。植物对盐胁迫的适应,在缺钾土壤中对钾离子的吸收都是一个很复杂的过程。植物对于盐胁迫和低钾胁迫的反应大多是生长发育受到抑制,叶子出现黄化,逐渐黄化死亡,另外对于低钾的的反应还有侧根的增多和负向地性。对植物在胁迫条件下做出的表型反应进行分析,寻找与胁迫有关的基因,进一步了解基因的功能和反应机制,这不仅对揭示植物的耐逆机理有重要的意义,而且对耐逆作物的培育也非常重要。本实验以模式植物拟南芥为材料,通过在不同的盐、钾胁迫条件下对大量的突变体进行筛选,想要获得与盐胁迫和低钾胁迫相关表型的突变体,进而进行分子生物学的分析得到相关的基因。主要结果如下:1、耐高盐突变体的筛选(1)在耐高盐的突变体筛选过程中,通过多次对不同盐浓度的摸索,最终将NaCl筛选浓度定在200 mmol/L,在这个浓度下野生型的根生长开始受到明显的抑制。我们筛选的是在这个条件下根能继续生长的突变体。(2)结果在对5000多株激活标签突变体筛选的过程中,T1代中有137株表现出耐盐表型,但在对T2代进行复筛时,没能发现可遗传的耐盐性状。2、耐高盐低钾和低盐低钾敏感突变体的筛选因为在低钾培养基中低浓度的钠对钾的吸收有一定的补偿作用,设计了在高盐低钾和低盐低钾两个条件来进行突变体的筛选,想找到能够存在钠钾吸收特殊机制的突变体。(1)在筛选条件的摸索过程中,对五种不同的低钾培养基的固体支持物进行分析,最终选择了Seakem LE Agarose,使低钾培养基的本底钾离子浓度在43.07μmol/L,在此低钾浓度下野生型拟南芥的根生长会受到抑制。因为钠对钾的补偿作用,在低钾培养基中外加低浓度的盐,根会继续生长,随着盐浓度的升高,根的生长逐渐受到抑制,最终将外加50 mmol/L和150 mmol/L分别定为低钾低盐敏感突变体,耐低钾高盐突变体的筛选条件。(2)在分别对900株激活标签突变体的耐高盐低钾和低盐低钾敏感突变体的筛选过程中,T1代中37株表现为耐高盐低钾的表型,92株表现为低盐低钾敏感表型,但在T2代中没能找到表型稳定遗传的突变体。3、低钾敏感突变体的筛选(1)在低钾敏感突变体的筛选中,以普通琼脂粉为固体支持物,低钾培养基中本底钾离子浓度在66.7μmol/L,在此条件下野生型拟南芥的根生长不会受到抑制,筛选的是对低钾敏感、根不再继续生长的突变体。(2)在495株突变体植株中找到1株能够稳定遗传低钾敏感表型的植株,表型表现为主根的生长受到抑制。(3)在对稳定遗传低钾敏感突变体的生理性状分析得到:无论在正常培养基还是低钾培养基,突变体的生物量比野生型要少,且差异显著。叶绿素含量要少但差异不显著。突变体在1/2MS培养基上的钾离子含量比野生型的低,在低钾培养基上突变体钾离子含量比野生型略高,但差异不显著。在与其它钾突变体lks1,hak5,akt1,sas的表型比较发现,突变体的表型与已知突变体的表型不一致,lks1,hak5,akt1三个突变体在低钾培养基上生长12 d出现黄化现象,且主根继续生长,sas表现出叶子黄化现象。而突变体未黄化,且主根不再继续生长。(4)在对突变体进行Tail-PCR扩增侧翼序列时,发现T-DNA插入到了基因间隔区,推测与此插入位点临近的三个基因与突变体低钾敏感表型相关。