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对多数植物来说,在盐渍化土壤中,Na+作为一种主要的有害离子,抑制植物的生长。植物的耐盐(Na+)是许多不同机制共同参与的过程,耐盐的机制发生在一个广泛的水平,从细胞水平(Na+在细胞内的区隔化)到整体的水平。植物的耐盐往往要求地上部分保持低Na+、高K+的状态,维持细胞质内低Na+状态最直接的方法是将Na+区隔到液泡中,Na+区隔化对植物耐盐至关重要,在多种植物中过量表达液泡膜逆向转运蛋白都明显提高了植物的耐盐性。SsNHX1基因是从盐地碱蓬中的克隆所得,它编码一个液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白,主要负责Na+的区隔化。盐地碱蓬是一种真盐生植物,可耐受高达500mM的盐胁迫,叶高度肉质化可能是碱蓬获得耐盐能力的最有效途径,液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白在Na+区隔化进入液泡过程中起到重要的作用。 本实验应用农杆菌介导的叶圆盘转化法将35S-SsNHX1导入番茄,在含30mg/L的卡那霉素的培养基上筛选获得16个转基因株系,对其进行了分子生物学的验证及生理指标的测试。PCR结果和Northern分析表明:SsNHX1已经在番茄基因组中整合并表达,但在不同转化株系中表达量有所不同。 SsNHX1在番茄中的过量表达提高了番茄的耐盐性。所有的转基因株系及野生型植株用不同的NaCl溶液(0-300 mmol/L)处理,结果如下: 1、低盐条件下,转基因植株和野生型的相比,长势没有差异;但高盐条件下,转基因株系长势明显好于野生型植株。 2、转基因植株的干重、鲜重在不同盐浓度下都高于野生型植株。 3、转基因植株与野生型相比,地上部分积累了较少的Na+,较多的K+,在细胞质中保持较高的K+/Na+比值;而在根中,所积累的Na+、K+都少于对照。 4、检测了NaCl对植物光合作用的影响,结果显示:在高盐条件下,转基因植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和细胞间隙CO2浓度(Ci)均明显高于野生型植株。用不同浓度NaCl溶液处理后,转基因植株中的叶绿素a、b、a+b的含量均高于野生型。 5、在不同浓度NaCl处理下,转基因植株中的脯氨酸含量和可溶性糖的含量均高于野生盐地碱蓬5污汉配r了基因导入番茄的研究 型植株。6、盐处理条件下,转基因植株与野生型植株相比积累的MDA较少。7、高盐胁迫下,转基因植株的渗透势略低于野生型植株。 总之,盐胁迫下转基因植株可能利用Na+区隔化进入液泡的策略,降低胞质Na+含量,维持较高的K+含量,并保持较高的K十加a+比,积累更多的有机渗透保护物质,减小Na+对膜的损伤,使植物免受过多的伤害,过量表达及入峡,自提高了转基因番茄的耐盐能力。