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苜蓿(Medicago sativa L.)是全世界分布最广的一种多年生豆科牧草,也是我国畜牧业生产中的重要饲草饲料,具有产量高,营养价值丰富,氨基酸组成均衡,畜禽均喜食等特性。随着生态文明建设和现代草畜产业发展,迫切需求节水抗旱和耐盐苜蓿新品种。利用分子育种手段是加快培育苜蓿耐盐新品种的有效途径。SOS(Salt Overly Sensitive,SOS)家族基因具有调控离子平衡作用,已在拟南芥、水稻、烟草和草坪草等植物中验证具有提高耐盐性功能,但目前应用该家族基因进行苜蓿耐盐性改良报道较少。本研究基于苜蓿高频再生体系的建立,优化了农杆菌介导的SOS家族多基因(SOS2和SOS3)遗传转化体系,获得了耐盐转基因株系,并在室内和田间进行了耐盐性鉴定和评价。主要结果如下:1.通过愈伤组织和子叶节离体培养,构建了高频的愈伤组织再生体系和子叶节再生体系。以“杰克林”、“阿尔冈金”、“金皇后1”、“金皇后2”、“皇后2000”、“柏拉图”、“三得利”、“甘农3号”、“敖汉”和“陇东”10个苜蓿品种为研究对象,对其愈伤组织诱导分化,不定芽诱导伸长和生根等影响因素进行了系统研究,研究表明“杰克林”下胚轴愈伤组织诱导率高达100%,分化率高达69.75%;“金皇后2”子叶节不定芽诱导率达76%,分化率达71%;生根率高达96%。2.探讨了影响农杆菌介导的苜蓿胚性愈伤组织遗传转化的因素,优化了苜蓿多基因遗传转化体系。在农杆菌介导苜蓿多基因遗传转化中,100 μmol·L-1的乙酰丁香酮可使转化率提高2-3倍;最佳菌液侵染OD600值在0.6;最适侵染时间为20 min;头孢霉素作为最佳除菌剂其最适浓度为500 mg.L-1;筛选剂Glu最适选择压为5.0 mg.L-1;后期培养可适当降低除菌剂和筛选剂的浓度。3.对获得的12株除草剂抗性植株进行PCR、Southern杂交及RT-PCR分子检测,阳性植株5株,证明外源多基因已经整合到苜蓿的基因组之中,且SOS3基因和Bar基因已经在转录水平上表达。对获得的转基因株系T2-1采用嫩枝扦插技术进行盆栽无性扩繁,获得了 60株转基因T2-1株系群体材料。4.对获得的转基因株系T2-1进行了室内盆栽耐盐性鉴定,证明转基因株系较野生型具有明显的耐盐性。采用0、100、200和300 mMNaCl胁迫处理8d后,转基因株系T2-1的表型、株高、叶绿素、叶面积、鲜草产量、茎粗和分枝数等农艺性状均优于野生型对照;叶片K+、Ca2+和Pro含量及SOD、POD和CAT酶活性增加并高于野生型对照,Na+积累量、MDA含量和相对电导率均低于野生型对照。结果表明,转基因T2-1株系的抗氧化保护酶活性增加,清除了活性氧伤害;渗透调节物质积累增加,提高了渗透调节能力;膜脂过氧化程度较低,维持了膜结构稳定,这可能是由于SOS途径基因的表达调控将Na+排出胞外,选择性吸收更多的K+,维持细胞内Na+和K+的动态平衡,减轻Na+毒害,从而提高转基因苜蓿的耐盐性。5.对获得的转基因株系T2-1进行了田间耐盐性鉴定,证明转基因株系较野生型具有较高的耐盐性。转基因株系T2-1和野生型苜蓿的生长均受到不同程度的抑制,T2-1株系的株高、叶面积、产量、叶绿素含量、净光合速率等指标均优于野生型,蒸腾速率低于野生型;T2-1株系的抗氧化酶活性,脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖,K+、Ca2+含量及K+/Na+比均高于野生型对照,丙二醛含量、相对电导率低于野生型对照。结果表明SOS途径基因的表达,提高了转基因苜蓿的光合性能,增加了产量,同时提高了抗氧化保护酶活性,维持膜结构稳定性,提高Na+/K+泵的活性,减缓或避免盐害,从而提高了 T2-1株系的耐盐性。