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盐害是严重影响植物生长发育的非生物因素之一,土壤的盐渍化会使植物体内大量积累Na+,进而影响植物的生长、发育和产量。然而有些植物能在盐渍环境中正常生长,因此对其耐盐基因的研究有助于深入了解植物的耐盐机制,并用于提高植物的耐盐性。GmsSOS1是本课题组从栽培和野生大豆中克隆出的编码细胞质膜上Na+/H+离子逆向转运蛋白的基因。Nie等(2015)从野生大豆中克隆出GmsSOS1,并将GmsSOS1基因转入SOS1突变型的拟南芥突变体中进行回补实验,证明了GmsSOS1在拟南芥中表达能显著提高其耐盐性;Zhao等(2016)通过酵母互补实验证明GmsSOS1在酵母中表达可显著提高酵母的耐盐性。本实验主要通过发根技术将GmsSOS1基因在大豆发根(包括发根组合植株和子叶发根)中过表达,进一步验证GmsSOS1在耐盐性中的功能。将GmsSOS1基因构建到植物表达载体pCambia1304中,并通过发根农杆菌的介导将GmsSOS1转导至大豆细胞中,经PCR鉴定证明植物表达载体含有GmsSOS1的T-DNA区域已整合到大豆基因组中,GmsSOS1在CaMV35S启动子的作用下在发根中过表达。选取耐盐性不同的两个大豆品种(Lee68、N23674)幼苗,同时建立发根组合植株体系,在1OOmM或150mM NaCl处理8d后,对其相对含水量、相对电导率、Na+和K+含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量等指标进行测定并分析比较。结果显示:两个大豆品种组合植株经NaCl处理后,转GmsSOS1组合植株真叶相对含水量和叶绿素含量显著高于转空载;根和真叶的相对电导率在转GmsSOS1组合植株中显著低于转空载;转GmsSOS1组合植株根、茎、叶中Na+含量显著低于转空载,100mM、150mM盐浓度处理后的根和150mM盐处理后的茎、叶片中K+含量显著高于转空载;经相同浓度的NaCl处理后转GmsSOS1组合植株SOD、POD、CAT、APX四种抗氧化酶的活性显著高于转空载。以过表达GmsSOS1大豆子叶发根为材料对进行研究的结果表明:盐处理后转GmsSOS1子叶发根最大根长和根鲜重均显著大于转空载;转GmsSOS1子叶发根Na+含量显著低于转空载,K+含量显著高于转空载。综上所述,过表达GmsSOS1可通过降低Na+含量来提高相对含水量、降低相对电导率、增强SOD、POD、APX、CAT等抗氧化酶活性、增加K+含量等方式减轻大豆发根材料的盐害,从而提高耐盐性。