为了研究盐碱胁迫下野大麦(Hordeum brevisubulatum)的生理响应及耐盐碱基因的发掘,采用不同浓度NaCl与NaHCO3混合液胁迫处理45日龄幼苗,通过理化分析方法确定野大麦盐碱逆境胁迫临界值,通过转录组测序技术(RNA-Seq)分析基因表达情况。结果表明,不同浓度(100、200、300、400、500 mmol·L~(–1))混合盐碱胁迫2 d后,野大麦叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高后降低的趋势,均在300 mmol·L~(–1)达到最大值,脯氨酸、可溶性糖含量呈连续上升趋势。选取300 mmol·L~(–1)处理组的野大麦叶片进行转录组测序分析,与对照组(无盐碱处理)相比有4 163个基因上调,1 936个基因下调;对差异表达基因进行GO功能分类,可分为生物过程、细胞组分和分子功能3个主类52个小类;4 405个差异基因被注释到132个通路中,主要涉及蔗糖合成、脯氨酸合成、过氧化物酶体等代谢途径,蔗糖合成酶(SuS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)、谷氨酸激酶(ProB)、谷氨酸-5-半醛脱氢酶(ProA)、超氧化物歧化酶(SOD)等的编码基因上调表达。野大麦可以通过提高某些渗透调节物质含量适应盐碱逆境胁迫,这种代谢过程调节蕴涵相关基因表达调控的生理机制。

本论文以盐柳1号(Salix psammophila‘Yanliu NO.1’)幼苗为研究对象,将2种中性盐NaCI、Na_2SO_4及2种碱性盐NaHCO_3、Na_2CO_3按不同比例混合,模拟出12种盐度和碱度各不相同的盐碱条件,以此来对盐柳1号幼苗进行混合盐碱胁迫处理,研究在混合盐碱胁迫下盐柳1号幼苗生长及生理指标的动态变化,并通过统计学方法明确混合盐碱胁迫对盐柳1号幼苗的主导作用因素,主要研究结果如下:1.在混合盐碱胁迫下,盐柳1号幼苗的生长受到了不同程度的抑制。随着盐浓度的增大和碱性盐比例(p

[目的]研究不同盐碱胁迫对金丝楸幼苗生长、光合和生理指标的影响，并结合转录组测序分析，探究楸树耐盐碱的生理机制和分子机制。[方法]采用盆栽法对金丝楸幼苗进行不同盐碱胁迫处理，分析其生物量、光合及生理指标对不同盐碱响应的差异，采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序，通过生物信息学分析盐碱胁迫对转录水平的影响。[结果]不同盐碱胁迫下，金丝楸幼苗叶片受伤害程度为Na2CO3>混合盐碱>NaCl；新增株高和地径、地上部和根的干质量和鲜质量、生物量、根冠比均受到明显抑制，并随盐碱浓度增加而抑制加强，但生长胁迫指数均随浓度的增加而降低；丙二醛（MDA）含量和相对电导率都随胁迫浓度增加而不同程度上升，超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖含量、脯氨酸（Pro）含量、叶绿素总量和光合速率都呈现先上升后下降的趋势。转录组测序共产生约60.4 Gb原始数据，组装得到55 793个Unigenes，其中29 534(52.93%)个Unigenes获得了注释；通过差异表达基因（DEGs）分析，3个比较组（CK vs NaCl,CK vs Na_2CO_3和CK vs混合盐碱）分别筛选出1 779、2 835和4 059个DEGs;DEGs GO富集分析表明，膜的整体成分、膜的内在成分、催化活性、类异戊二烯代谢和合成过程、氧化还原酶活性等条目被显著富集；DEGs KEGG分析表明，苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、萜类主干生物合成和精氨酸代谢等通路被显著富集；此外，在DEGs中鉴定的bHLH、ERF、MYB-related、NAC、C2H2、WRKY、MYB和b ZIP转录因子家族成员最多。[结论]金丝楸主要通过积累可溶性糖和Pro，提高SOD酶活和光合作用来抵御盐碱胁迫，但都呈现“低促高抑”的现象，说明其具有一定阈值。金丝楸通过调节膜成分、催化活性、类异戊二烯代谢和生物合成过程、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导等生物过程和代谢途径，并结合有关转录因子共同响应盐碱胁迫。本研究为深入研究楸树耐盐碱生理机制和分子机制提供科学的理论依据。

【目的】长链非编码RNA(lncRNAs)在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种(0119盐碱高抗,0226盐碱敏感)幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序(设置3个生物学重复),共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个(1303个上调和1815个下调)mRNAs和798个(346个上调和452个下调)lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。

【目的】研究红砂种子在混合盐碱胁迫下的萌发行为。【方法】将２种中性盐（ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４）和２种碱性盐（ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３）按不同的物质的量比配制成ｐＨ分别为６．２６，８．４５，９．０９，９．９３和１０．７３的混合盐溶液，在每个ｐＨ下又设置盐浓度分别为５０，１００，２００，３００和４００ｍｍＯｌ／ｌ，以蒸馏水处理为对照（ｐＨ＝７．０８），比较不同盐碱胁迫处理下红砂种子的萌发情况及幼苗生长状况。【结果】（１）红砂种子在蒸馏水和低盐浓度（５０，１００，２００ｍｍＯｌ／ｌ）下萌发迅速而集中，在高盐浓度（３００和４００ｍｍＯｌ／ｌ）下萌发迟缓；在蒸馏水和５０ｍｍＯｌ／ｌ盐溶液中，红砂种子均．．．

模拟江苏省沿海地区盐渍土的离子种类及含量,利用土培法对法青Viburnum odoratissimu、海桐Pittosporum tobira和海滨木槿Hibiscus hamabosieb 3种常用绿化灌木进行0.0(CK)、3.0、5.0和8.0 g·kg-1混合盐胁迫处理,研究其叶绿素、Na+、K+及叶片光合系统的响应。结果表明,3种灌木根、茎、叶中Na+含量在受胁迫后都有增长的趋势,且在根中积累的Na+比茎、叶部分更多,其中海滨木槿最为显著。根系对K+的吸收作用在较低盐浓度下(3.0 g·kg-1)即被抑制,而茎、叶对K+的吸收随混合盐浓度的升高也逐步降低。法青、海桐和海滨木槿受盐胁迫后的K+/Na+均为:叶>茎>根,在相同盐胁迫条件下,海滨木槿、海桐的根、茎、叶均具有更高的K+/Na+比。随着混合盐浓度的升高,3种灌木叶绿素含量、净光合速率、气孔导度及蒸腾速率基本呈下降趋势,法青下降更为明显。结果显示,3种灌木均具有一定的耐盐性,其中海滨木槿耐盐性最强,海桐次之。

我国盐碱化土地面积巨大,通过利用耐盐品种、提高作物本身耐盐能力对增加粮食产量、经济效益以及改良盐碱地、提高土地生产力具有重要意义。以粳稻品种沈农265(直立穗型)、辽粳294(半直立穗型)和秋光(弯曲穗型)为试验材料,在幼苗3叶1心期进行盐碱胁迫处理,设置NaCl浓度分别为0(CK),50(低),100(中),150mmol·L~(-1)(高),Na2CO3浓度分别为0(CK),5(低),10(中),15mmol·L~(-1)(高),胁迫处理7d后考察不同盐碱浓度处理对3种穗型粳稻幼苗生物量、Na+在细胞水平上的区域化及叶片气孔特征的影响。结果表明:不同盐碱浓度胁迫下,幼苗茎叶、根系生物量降低幅度表现为沈农265<辽粳294<秋光,而且鲜重下降快于干重,随着盐碱胁迫浓度增加,3种穗型品种茎叶、根系生物量的降低幅度也随之增大;盐碱胁迫后,沈农265、辽粳294和秋光幼苗叶片细胞质、液泡和细胞壁中Na+浓度呈显著增加趋势,且随盐碱浓度的增加Na+浓度增幅逐渐扩大,细胞质中Na+浓度增幅总体表现为沈农265<辽粳294辽粳294>秋光;盐碱胁迫下,沈农265、辽粳294和秋光幼苗叶片的气孔长度、宽度和密度均受到影响,随着盐碱胁迫浓度的增加,叶片气孔的长度和宽度降低,气孔密度增大,叶片气孔的长度、宽度降幅呈现为沈农265<辽粳294辽粳294>秋光。从幼苗生物量、叶肉细胞Na+浓度和叶片气孔特性来看,直立穗型品种沈农265的耐盐碱性要优于半直立穗型品种辽粳294,更优于弯曲穗型品种秋光。

[目的]研究文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)盐碱条件生理响应机制,为其在盐碱区造林及管理提供科学依据。[方法]以1年生文冠果实生苗为材料,采用盆栽浇盐法,分别设置70、140、210、280mmol·L-~1中性盐(NaCl)及35、70、105、140 mmol·L~(-1)碱性盐(Na_2CO_3)处理,分析其相对电导率、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标。[结果]随盐碱浓度的增大,相对电导率、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均升高,且高浓度胁迫显著高于对照;在NaCl浓度为210 mmol·L~(-1)、Na_2CO_3浓度为105 mmol·L~(-1)胁迫12 d后丙二醛含量比CK显著增多,且在NaCl浓度为280 mmol·L~(-1)、Na_2CO_3浓度为105 mmol·L-~1时达到峰值;SOD活性随处理时间延长而升高,但处理浓度增大其呈先升后降规律。双因素方差分析表明:时间和浓度对2种类型处理下的相对电导率、脯氨酸含量有极显著交互效应(P<0.01)。相关性分析显示:盐碱胁迫下各生理指标均存在显著正相关(P<0.05)。对指标标准化后进行主成分分析,2种盐类型处理分别提取出特征值大于1的1个主成分,NaCl、Na_2CO_3处理下累计方差贡献率分别为82.423%、77.725%。[结论]文冠果在盐碱胁迫下主要通过大量积累渗透调节物质、增大抗氧化酶活性来保护细胞膜系统的完整性,抵抗盐碱胁迫。在抗氧化酶系统中,低浓度胁迫时SOD活性较高,高浓度胁迫会破坏SOD活性,具有一定阈值。

[目的]初步探究无瓣海桑的耐盐分子机制，筛选出无瓣海桑抗盐候选基因，为后续功能验证实验及林木抗盐性遗传育种奠定分子基础。[方法]以1年生无瓣海桑幼苗为材料，用500 mmol·L~(-1) NaCl分别处理0 d（对照组）和10 d（处理组），取不同条件下的根部组织进行转录组测序，并结合三代全长转录组数据进行后续生物信息学分析。[结果]（1）与对照组相比，NaCl处理10 d后，无瓣海桑幼苗根系中共有14 401个差异表达基因，其中，7 153个上调，7 248个下调。（2）GO分析发现，共有11 068个差异基因在47个GO条目得到注释。（3）在KEGG富集分析中，共有6 189个差异基因富集到134条通路，其中，共有14条通路显著富集（P值<0.01,Q值<0.05）。（4）通过进一步对差异基因进行功能注释分析，共筛选出抗盐候选基因89个，其中，抗氧化基因24个，渗透调节物质基因22个，植物激素基因19个，蛋白激酶基因10个，转录因子基因14个。[结论]活性氧清除、渗透调节、植物激素、蛋白激酶及转录因子相关基因参与调控无瓣海桑盐逆境适应过程。

为了挖掘小麦响应草铵膦胁迫下的关键基因，解析关键基因及其家族成员染色体分布、表达模式等，以冬小麦津农6号为研究对象，喷施不同浓度的草铵膦，观察其药后表型；提取胁迫处理0,3,9 h的小麦叶片总RNA,进行转录组测序，筛选关键基因并对其表达量、结构及表达模式进行分析。结果表明：转录组分析发现草铵膦胁迫诱导TraesCS4A02G044000基因上调表达，序列分析表明，该基因位于小麦第4同源基因A基因组。蛋白结构域分析可知，该基因编码蛋白存在1个信号肽、1个DUF568结构域和1个b561结构域。此外，在该基因家族成员中挖掘出12个同时含有DUF568和b561结构域的基因，位于第4,5,7同源群，其中位于第4同源群A、B、D染色体的TraesCS4D02G265000、TraesCS4B02G265100和TraesCS4A02G044000基因在草铵膦胁迫诱导下显著上调表达，该3个基因均编码细胞色素b561。编码细胞色素b561的TraesCS4A02G044000及其同源基因在草铵膦胁迫下显著上调，表明b561在小麦受到草铵膦胁迫后产生了积极的响应，参与了草铵膦在小麦体内的代谢。

以燕麦(Avena sativa)叶片为材料，结合广靶代谢组和靶向代谢组检测方法，分析了盐胁迫和碱胁迫条件下的主要差异代谢物及其代谢途径。结果发现：盐胁迫和碱胁迫条件下，燕麦叶片的主要差异代谢物均以脂类代谢物为主，有机酸是盐胁迫与碱胁迫之间的主要差异代谢物；富集分析表明，碱胁迫下的三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)代谢途径与盐胁迫条件下存在差别。通过检测TCA循环相关的有机酸，发现碱胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸、草酰乙酸含量高于盐胁迫，其中乌头酸含量明显高于其他有机酸。总之，TCA循环是盐胁迫和碱胁迫之间的主要差异代谢通路，燕麦叶片通过积累有机酸响应碱胁迫。本研究通过代谢组学方法首次证实了燕麦叶片响应盐、碱胁迫的主要差异代谢途径是TCA途径，推测乌头酸在燕麦叶片响应碱胁迫的有机酸调节过程中发挥主要作用，为解析燕麦响应盐、碱胁迫的差异机制奠定基础。

【目的】研究不同种源沙枣对于混合盐胁迫的生理响应,为筛选优良耐盐沙枣种质与沙枣的园林应用提供依据。【方法】以宁夏银川、甘肃张掖两种源地二年生沙枣幼苗为试验材料,选用NaCl、Na_2SO_4的1∶1(体积比)混合盐溶液胁迫40 d,观测幼苗生长情况及生理指标。【结果】随盐浓度增加和胁迫时间延长,两种源沙枣幼苗叶长、叶宽、新梢和地径生长量,包括叶绿素含量均呈下降趋势。叶片细胞膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量均呈上升趋势。可溶性蛋白含量先上升后下降再上升。超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均先上升后下降。随盐浓度增加,幼苗净光合速率、叶片气孔导度、叶片蒸腾速率整体呈下降趋势;叶片胞间CO_2浓度呈上升趋势。随胁迫时间延长,两种源沙枣净光合速率先下降后上升再下降;叶片气孔导度先下降后上升再下降;两种源沙枣叶片胞间CO_2浓度先下降后上升;叶片蒸腾速率整体呈下降趋势。宁夏、甘肃种源沙枣的耐盐阈值分别为1.088%和1.153%。【结论】综合分析认为,不同种源地沙枣幼苗耐盐能力有所不同,甘肃种源沙枣耐盐能力强于宁夏种源。叶绿素含量、胞间二氧化碳浓度、丙二醛、蒸腾速率、叶片膜透性、脯氨酸等6个指标可作为评价沙枣耐盐性的重要指标,叶长、叶宽、新梢、地径生长量等指标可作为辅助评价参考指标。研究结果对沙枣种质的耐盐性评价及其引种栽培、丰富盐碱地区植物景观、改善生态环境具有重要意义。

将两种中性盐(Na Cl和Na2SO4)、两种碱性盐(Na HCO3和Na2CO3)按不同比例混合,模拟出16种盐度和碱度不同的盐碱条件,并对桑树种子萌发过程进行混合盐碱处理,测定桑树种子发芽率、发芽指数和发芽势等种子萌发参数,以及萌发中根系长度和活力指数等根系生长参考,通过模糊数学隶属函数值的方法分析了各参数与各种致胁变因素之间的相关关系。结果表明:在复杂的盐碱混合胁迫下,影响桑树种子萌发和根系生长的致胁变因素主要是盐度、p H和缓冲量。盐度是桑树种子萌发过程中的主导因素,碱胁迫的影响较小;而碱胁迫(p H值)主要抑制桑树种子萌发过程中根系生长和活力指数,尤其是p H大于8.0时,桑树幼根褐...

为明确软腐病害生理机制，提高甘薯贮藏期的品质，以浙江地区甘薯主要鲜食品种‘心香’为试验材料，对其病菌侵染前后的生理生化响应和转录组学进行分析。结果表明：1）软腐病侵染后，甘薯抗氧化酶和细胞壁降解酶活性显著提高，超微结构显示甘薯细胞结构受到严重破坏。2）甘薯软腐病侵染过程中有12 205个基因发生显著变化，其中7 505个上调表达，4 700个下调表达；GO类目中，差异表达基因（DEGs）被富集到细胞器、膜等细胞部位，代谢过程、生物活性和相应刺激反应等生物过程，催化活性等分子功能。KEGG注释分析可知，DEGs显著富集在苯丙烷代谢、碳代谢、淀粉蔗糖代谢、氨基酸生物合成、柠檬酸循环和激素信号转导次生代谢产物的生物合成中。本研究为进一步甘薯抗病相关基因功能的研究和抗病机理的解析提供了理论参考。

【目的】探明低温胁迫下水稻生理及基因动态变化规律，解析水稻响应低温胁迫的生理基础与分子机制，为筛选适宜的耐冷性水稻品种及水稻耐冷性遗传改良研究奠定基础。【方法】以P427（强耐冷型）、日本晴（耐冷型）和9311（冷敏感型）3个耐冷性不同的水稻品种为试验材料，采用表型和生理指标相结合的方法，研究3～4℃低温胁迫对其表型、叶绿素含量及电导率变化的影响，并利用RNA-Seq技术分析低温胁迫响应基因的动态变化及主要富集通路。【结果】强耐冷性水稻品种P427对低温表现较强的适应能力，低温胁迫下能保持较高的叶绿素含量，低温处理前、低温处理3 d和恢复生长3 d时叶绿素含量分别为29.64 μg/g、29.30 μg/g和27.96 μg/g；在低温处理1 d、3 d、5 d时且电导率最低，依次为10.39%、13.08%和17.04%，膜系统损伤最小；不论耐冷品种还是冷敏感品种，在低温诱导下大量低温响应基因发生表达变化，随着低温处理时间延长差异表达基因（DEGs）数量持续增加，但P427特有的DEGs数量则呈下降趋势，从2408个降至1717个。P427低温处理1～3 d时只有576个特有基因一直在差异表达。GO和KEGG富集分析发现，低温处理后P427特有的DEGs主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成等代谢通路。【结论】不同耐冷性品种其耐冷响应基因及调控机制可能存在差异，P427存在一套有别于日本晴和9311的低温胁迫响应基因。苗期水稻低温胁迫对植物激素信号转导和苯丙氨酸代谢影响较大，P427可能通过次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等代谢通路及苯丙烷类生物合成通路上的基因响应苗期的低温胁迫。