盐胁迫下苗期栽培大豆生理响应及Na+动态平衡关键基因的表达

摘要：

[目的]研究耐盐栽培大豆和盐敏感栽培大豆对盐胁迫的响应,特别是盐胁迫对大豆幼苗光合特性、离子含量及Na+动态平衡相关基因表达的影响,通过比较盐胁迫下不同大豆品种的响应差异,揭示不同基因型大豆耐盐机制,为大豆栽培管理、耐盐品种的选育及人工调控提供理论参考.[方法]以耐盐栽培大豆(Y8D6008、Y8D6013)和盐敏感栽培大豆(Y8D6132、Y8D6136)为材料,选取长势一致的大豆幼苗于1/2×Hoagland营养液中培养,待第一片复叶完全展开时,营养液中加入NaCl,每天递增50 mmol·L-1到达处理浓度150 mmol·L-1,处理持续7d.以不加NaCl的1/2×Hoagland营养液作为对照,研究盐胁迫下大豆幼苗的光合特性、离子含量及Na+动态平衡相关基因表达变化.[结果]150mmol·L-1 NaCl不同程度地抑制了4种大豆幼苗生长,同时显著降低SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但是NaCl胁迫对盐敏感大豆影响程度显著高于耐盐品种;盐胁迫显著降低耐盐大豆的胞间CO2浓度,而盐敏感大豆与之相反,说明150 mmol·L-1 NaCl处理下气孔限制是引起耐盐品种光合速率下降主要因素,而盐敏感品种光合速率下降主要因素是非气孔限制.对大豆植株的不同离子含量进行测定,发现盐胁迫下4种大豆叶片中Na+积累均显著升高,盐敏感品种上升幅度显著高于耐盐品种,而K+含量与Na+含量的变化规律相反.盐敏感大豆叶片中磷含量(P)均受盐胁迫显著下降,而耐盐大豆叶片P在胁迫后略有增加.相关分析表明净光合速率变化幅度与叶片中Na+、K+和P含量变化幅度存在显著的相关性.对6个参与大豆植株体内Na+动态平衡相关基因GmSOS1、GmNcl1、GmSALT3、GmNHX1(离子通道基因)、GmCIPK1(信号转导基因)和GmAVP1(能量运输相关基因)相对表达量进行分析,发现盐胁迫后4种大豆的GmNcl1表达量均显著上调,盐敏感品种上调倍数高于耐盐大豆品种,这种表达交化与大豆的耐盐性具有一定的关联性,而其他5个基因表达量与大豆的耐盐性没有明显的关联性.[结论]与盐敏感大豆相比,耐盐大豆在盐胁迫环境条件下减少Na+在叶片中的积累,保持相对较高的K+和P含量,并维持相对较高的光合速率,这是耐盐大豆比盐敏感大豆具有较强耐盐特性的因素之一,另外Na+动态平衡相关基因GmNcl1可能与大豆耐盐特性有一定关联性.

关键词：栽培大豆、盐胁迫、光合特性、离子含量、基因表达、Na+动态平衡

所属期刊栏目：49

分类号：S5 ;S56

资助基金：国家自然科学基金31600211,31101166;江苏省自然科学基金BK20160584;江苏省农业科技自主创新资金CX151005;江苏省农业三新工程SXGC2016335

在线出版日期：2017-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：4714-4725