【畢業(yè)學(xué)位論文】水稻耐鹽QTL 表達(dá)的遺傳背景與環(huán)境效應(yīng)研究畢業(yè)論文

密級(jí) ： 論文編號(hào) ：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院學(xué)位論文水稻耐鹽TL 研 究 生 ： 孫 勇指 導(dǎo) 教 師 ： 徐建龍 研究員申請(qǐng)學(xué)位類(lèi)別 ： 農(nóng)學(xué)碩士專(zhuān) 業(yè) ： 作物遺傳育種研 究 方 向 ： 作物 基因組 與分子育種培 養(yǎng) 單 位 ： 作物科學(xué)研究所研究生院提交日期 2007 年 6 月TL 007獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果 。 盡我所知 ， 除了文中 特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 ， 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果 ， 也不包含為獲得中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料 。 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意 。研究生簽名 ： 時(shí)間 ： 年 月 日關(guān)于論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院有關(guān)保留 、 使用學(xué)位論文的規(guī)定 ， 即 ： 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán) ， 允許論文被查閱和借閱 ， 可以采用影印 、 縮印或掃描等復(fù)制手段保存 、 匯編學(xué)位論文 。 同意中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表 、 傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容 。(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 )論文作者簽名 ： 時(shí)間 ： 年 月 日導(dǎo)師簽名 ： 時(shí)間 ： 年 月 日 鹽害嚴(yán)重限制著水稻的生產(chǎn) 。 提高水稻的耐鹽性是水稻的重要育種目標(biāo)之一 。 運(yùn)用分子生物學(xué)手段 ， 通過(guò)耐鹽相關(guān)基因作圖和克隆 ， 不僅為水稻耐鹽分子機(jī)制的研究提供理論依據(jù) ， 而且為分子標(biāo)記輔助選擇培育耐鹽水稻品種奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 。 本研究應(yīng)用遺傳背景基本一致的高代回交導(dǎo)入系群體 ， 結(jié)合 子標(biāo)記 ， 進(jìn)行水稻耐鹽性 位 ， 初步剖析遺傳背景和環(huán)境對(duì)耐鹽 達(dá)的影響 。以 育的中等感鹽秈稻 我國(guó)廣東育成的高產(chǎn)秈稻特青為輪回親本 ， 伊朗農(nóng)家品種 供體親本培育兩個(gè) 交導(dǎo)入系群體為供試材料 ， 分別在溫室和人工氣候室兩個(gè)環(huán)境條件下 ， 定位水稻苗期在 140迫下影響鹽分脅迫 10 天 、 16 天后 葉片鹽害級(jí)別 、 幼苗存活天數(shù) 、 脅迫 8 天后地上部和根部的 K+、 度等 7 個(gè)耐鹽相關(guān)性狀的 相關(guān)分析表明葉片鹽害主要是由于地上部 累過(guò)多造成的 ， 與根部 K+、 狀態(tài)無(wú)關(guān) ， 根對(duì)K+、 吸收與向地上部運(yùn)輸存在不同的機(jī)制 。 兩個(gè)回交導(dǎo)入系群體 ， 共檢測(cè)到在溫室和人工氣候室兩種環(huán)境條件下影響 7 個(gè)耐鹽相關(guān)性狀的 57 個(gè) 分布在除第 10 染色體外的其他 11條染色體上 。 其中影響地上部 K+、 度的 影響根部 K+、 度的 布在不同基因組區(qū)域 ， 進(jìn)一步證實(shí)了根和莖對(duì) K+、 吸收存在 不同的遺傳機(jī)制 。 通過(guò)比較圖譜 ， 發(fā)現(xiàn)影響耐鹽相關(guān)性狀的 57 個(gè) ， 有 1/4 的 以往不同群體中被檢測(cè)到 ， 其中在第 1 染色體的 間 、 第 2 染色體 間和第 3 染色體 間 ， 存在影響葉片鹽害級(jí)別 、 幼苗存活天數(shù)和 （ 或 ） 鉀鈉離子濃度的多個(gè) 是耐鹽 重要基因組區(qū)域 。 通過(guò)比較相同供體在不同遺傳背景條件下和同一群體在溫室和人工氣候室不同環(huán)境條件下耐鹽 定位結(jié)果 ， 表明耐鹽 表達(dá)受遺傳背景和環(huán)境影響較大 ， 在不同遺傳背景或環(huán)境條件下的檢測(cè)到的相同 基因效應(yīng)大小和方向不完全相同 。 從中鑒別出一些對(duì)環(huán)境條件不敏感的主效 上述這些重要的 基因組區(qū)域在 標(biāo)記輔助選擇育種中具有應(yīng)用價(jià)值 。關(guān)鍵詞 ： 水稻 ， 耐鹽性 ， 數(shù)量性狀位點(diǎn) ， 回交導(dǎo)入系 ， 遺傳背景效應(yīng) ， 環(huán)境效應(yīng) ， 分子標(biāo)記輔助育種is is of of is of of be to In to at as a as by 40at of a+ + no + a+ of or a+ in to do in NC of no KC + a+ in to 0 6 in on 1 0. KC NC to in KC in + a+ to in by 1/4 7 to or on , on , on 10D, in or as in in in of of T in or or/of to NC be to in 言 . 究意義 . 物耐鹽機(jī)理研究進(jìn)展 . 脅迫下植物的生理反應(yīng) . 物的耐鹽機(jī)理 . 物 究進(jìn)展 . 位群體 . 要的 位方法 . 達(dá)的遺傳背景和環(huán)境效應(yīng) . 稻耐鹽 位與育種研究進(jìn)展 . 9第二章 材料與方法 . 試材料 . 苗培養(yǎng) . 分脅迫處理 . 鹽相關(guān)性狀的測(cè)定 . 害級(jí)別 . 苗存活天數(shù) . 上部和根系中 K+、 度的測(cè)定 . 因 型分析 . 取 . 增 . 增產(chǎn)物的電泳分離 . 據(jù)處理與 位 . 15第三章 結(jié)果與分析 . 本及群體耐鹽性狀的表現(xiàn) . 鹽性狀間的相關(guān) . 室條件下性狀間的相關(guān)分析 . 工氣候室條件下性狀間的相關(guān)分析 . 傳連鎖圖 . 鹽性狀的 位 . 體檢測(cè)到的耐鹽 . Q/體檢測(cè)到的耐鹽 . 同遺傳背景和環(huán)境條件下檢測(cè)到耐鹽 比較 . 29第四章 討論 . 鹽 位的遺傳背景效應(yīng)及不同群體檢測(cè)到耐鹽 較 . 鹽相關(guān)性狀的 布及 K+和 關(guān)系 . +和 度與水稻幼苗的耐鹽性 . 同 耐鹽機(jī)制 . 鹽 達(dá)的環(huán)境效應(yīng) . 質(zhì)資源耐鹽 發(fā)掘與不同耐鹽 聚合 . 35第五章 結(jié)論 . 36參考文獻(xiàn) . 37附錄 . 45致謝 . 48作者簡(jiǎn)歷 . 49文全稱(chēng) 中文名稱(chēng)氧核糖核酸化十六烷三甲基銨合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)單序列多態(tài)性量性狀基因座記輔助選擇育種組自交系等基因系倍單倍體交鹽性of 害級(jí)別cM 摩中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 公頃 不同程度的鹽漬化土壤 ， 約占可耕地面積的 10%左右 （ 趙可夫等 ，1999） 。 我國(guó)有 2700 萬(wàn)公頃鹽堿地 ， 其中約有 700 萬(wàn)公頃分布在農(nóng)田 （ 翟鳳林 等 ， 1989）。 在沿海和廣大的干旱或半干旱地區(qū) ， 日益嚴(yán)重的土壤或灌溉水鹽漬化趨勢(shì)已成為包括水稻在 內(nèi)的農(nóng)作物生產(chǎn)的主要障礙 。 增加作物耐鹽性是保持糧食產(chǎn)量的主要措施 。 對(duì)于灌溉農(nóng)業(yè)而言 ， 改良作物耐鹽性可以減少噴灌需求 ， 從而降低灌溉預(yù)算 ， 既可以節(jié)約淡水資源 ， 又可以利用鹽水 （ 2002）。水稻屬中等感鹽作物 ， 當(dāng)土壤中可溶性鹽達(dá) 即表現(xiàn)出受害癥狀 ， 最終導(dǎo)致顯著減產(chǎn)（ et 1972）。 研究和利用作物資源的遺傳變異改良作物品種對(duì)鹽逆境的適應(yīng)能力是減輕作物鹽害和提高鹽漬土生產(chǎn)力的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)而有效的措施 。 水稻植株耐鹽性是一個(gè)很復(fù)雜的生理過(guò)程 ， 加之大田鹽害分布的不均 勻及存在著其它土壤脅迫 。 因此 ， 在大田條件下對(duì)耐鹽性表型直接選擇的效率很低 （ et 1990）。 這種以表型選擇為基礎(chǔ)的作物耐鹽育種 ， 難度大 、 效率低 、進(jìn)展慢 ， 遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需要 。 分子標(biāo)記及其輔助選擇技術(shù)的發(fā)展 ， 已為包括水稻耐鹽性在內(nèi)的一些復(fù)雜性狀的遺傳改良提供了嶄新的技術(shù) （ et 1988）。 因此 ， 運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件結(jié)合耐鹽相關(guān)表型數(shù)據(jù)和分子標(biāo)記基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行耐鹽 位 ， 是開(kāi)展標(biāo)記輔助選擇培育耐鹽品種和進(jìn)行主效 位克隆的先決條件 ， 為合理 利用鹽堿地 和 提高作物產(chǎn)量奠定基 礎(chǔ) 。 植物地上部分積累高濃度的 K+比例太高對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用 （ 趙可夫等 ， 1999）。 高濃度 置換質(zhì)膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)所結(jié)合的 另一方面消弱質(zhì)膜上的膜保護(hù)系統(tǒng) ， 致使膜脂過(guò)氧化加劇 ， 膜所結(jié)合的離子中 增加 ， 膜結(jié)構(gòu)完整性及膜功能受到破壞 ， 致使細(xì)胞內(nèi) K+、 磷和有機(jī)質(zhì)外滲 ， 細(xì)胞 K+/降 ， 抑制液泡膜 H+跨液泡膜運(yùn)輸 ， 跨液泡膜運(yùn)輸?shù)?梯度下 降 ， 液泡堿化 ， 不利于 液泡內(nèi)積累 。 植物體內(nèi)活性氧代謝系統(tǒng)的平衡受到影響 ， 增加活性氧 過(guò)氧化氫 （ 氫氧根負(fù)離子 （ 羥基自由基 (的產(chǎn)生量 ， 破壞和降低活性氧清除劑 ，如 的活性和含量水平 。 體內(nèi)活性氧含量增高能啟動(dòng)膜質(zhì)過(guò)氧化或膜質(zhì)脫脂作用 ， 膜質(zhì)過(guò)氧化和膜質(zhì)脫脂作用導(dǎo)致膜的完整性降低 ， 差別透性喪失 ， 電解質(zhì)及小分子有機(jī)物大量滲漏 ， 細(xì)胞物質(zhì)交換平衡破壞 ， 進(jìn)而導(dǎo)致一系列生理生化代謝紊亂 ， 使植物 受到傷害 。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 促進(jìn)了葉綠 素 b 分解 ， 捕光色素蛋白復(fù)合體的結(jié)構(gòu)與功能受到損害甚至發(fā)生降解和破壞 ， 鹽分過(guò)多使 化酶和 化酶活性降低 ， 性和含量降低 ， 削弱葉綠素吸收能力且抑制其碳同化 。 葉綠體趨于分解 ， 葉綠素被破壞 。 葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的生物合成受阻 ， 氣孔關(guān)閉 ， 使光合速率下降 ， 影響作物產(chǎn)量 。 同時(shí)鹽脅迫還會(huì)降低 環(huán)的中間產(chǎn)物磷酸甘油酸和磷酸三糖磷酸甘油醛含量 ， 不利于 C 同化的正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。 有關(guān)迫對(duì) 性的影響 ， 雖然報(bào) 道比較多 ， 但至今還沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí) （ 朱新廣 等 ， 1999）。如 ， 1993） 等認(rèn)為鹽脅迫可以改善 功能 ， 1994） 等則認(rèn)為鹽脅迫可以抑制功能 。 這可能與實(shí)驗(yàn)中所用的植物材料不同 ， 或雖用同種植物材料 ， 但實(shí)驗(yàn)期植物所處的生育期不同有關(guān) 因不同植物或植物的不同發(fā)育階段 ， 其光合作用對(duì)鹽脅迫的敏感度各不相同 （ 朱新廣 等 ， 2002）。 錢(qián)瓊秋 等 （ 2004） 研究表明 ， 在 迫下 ， 黃瓜幼苗葉片 m 幾乎沒(méi)有變化 ， 0 和 25 迫時(shí) ， 沒(méi)有明顯差 異 ， 但在 50 迫時(shí) ，顯著降低 ， 津研 4 號(hào) 明顯大于津綠 4 號(hào) 。 這說(shuō)明 迫對(duì) 破壞可能是影響 由于 高低直接影響光合作用 ， 其降低將阻止植物同化力 (的生產(chǎn) ， 結(jié) 果是直接影響植物對(duì)碳的固定和同化 ， 使植物生長(zhǎng)受到明顯不利的影響 。 低鹽時(shí)植物呼吸受到促進(jìn) ， 呼吸作用隨鹽度增加而提高 ； 而高鹽時(shí)受到抑制 ， 呼吸作用隨鹽度增加而降低 。 鹽分過(guò)多時(shí)總的趨勢(shì)是呼吸消耗量多 ， 凈光合生產(chǎn)率低 ， 不利于植物生長(zhǎng) 。 抑制合成促進(jìn)分解 。 抑制蛋白質(zhì)合成的直接原因可能是由于破壞了氨基酸的合成 ， 如蠶豆在鹽脅迫下葉內(nèi)半胱氨酸和蛋氨酸合成減少 ， 從而使蛋白質(zhì)含量減少 。 如蛋白質(zhì)分解的產(chǎn)物 游離的氨基酸 、 胺 、 氨等的積累 ， 這些物質(zhì)對(duì)植物有毒害作用 ， 致使植物葉片生長(zhǎng)不良 ， 抑制根系生長(zhǎng) ， 組織變黑壞死等 。毒素積累是鹽害的重要原因 （ 曾洪學(xué) 等 ， 2005） 。 造成 植物吸水困難 ， 以致產(chǎn)生生理干旱狀態(tài) ， 如一般植物在土壤鹽分超過(guò) 出現(xiàn)吸水困難 ， 鹽分高于 植物體內(nèi)水分易外滲 ， 生長(zhǎng)速率顯著下降 ， 甚至導(dǎo)致植物死亡 。 植物根系向地上部分輸送的鹽分大于葉片對(duì)離子的吸收 。 鹽離子會(huì)在細(xì)胞質(zhì)外體積累 ， 細(xì)胞失水 ， 造成水分脅迫 ， 使細(xì)胞質(zhì)膜受到傷害 。 膜的結(jié)構(gòu)組成發(fā)生中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引言3改變 ， 透性增加 ， 被動(dòng)滲透增加 （ 馬麗清 ， 2005） 。a+的排出 、 區(qū)分 K+/ 葉片及莖部保留離子的能力 、 組織耐性 、 離子在新老葉片中的重新分配 、 吸收和積累無(wú)機(jī) 鹽 、 合成有機(jī)物進(jìn)行滲透調(diào)節(jié) 、 改變代謝途徑 、 滲透調(diào)節(jié)等 （ et 2005, 2006） 其細(xì)胞中在滲透上有活性和無(wú)毒害作用的溶質(zhì)的主動(dòng)凈增長(zhǎng)過(guò)程 。 有活性溶質(zhì)凈增長(zhǎng)的結(jié)果是細(xì)胞濃度增加 ， 滲透勢(shì)降低 ， 使其在低滲透勢(shì)生境中能夠吸收水分 。 植物有 2 種滲透調(diào)節(jié)方式 ： 一是在細(xì)胞中積累和吸收 K+, 無(wú)機(jī)離子 ， 二是植物對(duì)鹽漬適應(yīng)的同時(shí)還能在細(xì)胞中積累一定數(shù)量的可溶性有機(jī)物質(zhì) ， 作為滲透調(diào)節(jié)劑共同進(jìn)行滲透調(diào)節(jié) ， 以適應(yīng) 外界的低水勢(shì) 。 可溶性有機(jī)物質(zhì)包括以下幾類(lèi) ： 氨基酸 、 有機(jī)酸 、 可溶性碳水化合物 、 糖醇類(lèi) （ 林棲鳳 ， 2004）。 植物主要依靠從外界吸收和積累無(wú)機(jī)鹽離子進(jìn)行滲透調(diào)節(jié) ， 增加細(xì)胞濃度 ，降低細(xì)胞滲透勢(shì) ， 從而避免脫水 ， 防止鹽害 。 植物吸收和積累的離子種類(lèi)多種多樣 ， 主要有 K+、 不同植物對(duì)離子的選擇性有差別 ， 有些非鹽生植物選擇K+排斥 鹽生植物體內(nèi)積累大量 可能與鹽生植物抗鹽能力有關(guān) 。 非鹽生植物體內(nèi)積累大量 K+， 抗鹽能力顯著提高 。 離子的選擇吸收 、 質(zhì)膜的 K+換和液泡膜的 K+換 ， 在調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的離子平衡 、 鹽分運(yùn)輸和細(xì)胞區(qū)隔化過(guò)程中都起著重要作用 。 在低鹽濃度下 ， K+優(yōu)先被根系吸收 ， 不受 抑制 ， 而 K+總是抑制 進(jìn)入 。 在高鹽濃度下 ， 離子吸收的選擇性下降 ， K+、 互抑制吸收 。 耐鹽品種 K+優(yōu)先向地上部及枝條韌皮部積累 ， 葉片中 K+值較高 ， 表現(xiàn)出耐鹽性 ， 這是因?yàn)橥寥澜橘|(zhì)中的 K+需經(jīng)過(guò)根系韌皮部的選擇吸收 ， 內(nèi)皮層選擇性地向木質(zhì)部釋放 ， 木質(zhì)部薄壁細(xì)胞有選擇性地再吸收以及枝條木質(zhì) 部有選擇性地將 K+運(yùn)輸?shù)巾g皮部 （ et 1994）。 這一系列過(guò)程中 K+擇性相當(dāng)重要 。 郭房慶等 （ 1999）認(rèn)為保持胞質(zhì)中低 平的能力是檢驗(yàn)植物抗鹽性提高的一個(gè)重要指標(biāo) 。 這是因?yàn)辂}漬化土壤中 主要的毒害離子 ， 細(xì)胞許多代謝活動(dòng)對(duì) 累積非常敏感 。 度的升高會(huì)引起其它離子吸收的抑制效應(yīng) ， 且對(duì)細(xì)胞代謝活動(dòng)有直接傷害 。 因此在鹽脅迫下保持細(xì)胞質(zhì)中較低的 度對(duì)許多植物是十分重要的 。 (et 1996 等 ) 研究表明 ， K+在植物體內(nèi) 的不同部位的吸收與分布是受不同的基因控制的 ； 植物除了在細(xì)胞水平上調(diào)節(jié) K+的吸收以外 ， 還在植株水平上 ， 對(duì) K+的分布進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制 ， 以充分利用植物根部所吸收的 K+。 采用擬南芥 變體分析耐鹽性基因時(shí)發(fā)現(xiàn) ： 變體的耐鹽性與其組織中K+含量密切相關(guān) ， 而與 量無(wú)關(guān) ， 從而推斷 K+營(yíng)養(yǎng)而不是 均衡化或滲透調(diào)節(jié)是非鹽生植物耐鹽性的關(guān)鍵性因素 。 他們認(rèn)為 ： 可能在 迫下 ， 只有當(dāng) K+營(yíng)養(yǎng) （ 包括內(nèi)流 、 外流 、利用 ） 得以滿足時(shí) ， 其他一些過(guò)程如低的胞質(zhì) 量 、 親和性溶質(zhì)的積累和保護(hù)性脅迫蛋白的中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引言4合成等才成為主要的過(guò)程 。 近年來(lái) ， K+營(yíng)養(yǎng)與植物耐鹽性的關(guān)系研究進(jìn)展很快 (et 1999,2000, 2001)。 除了可以吸收和積累大量無(wú)機(jī)鹽離子進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)適應(yīng)鹽漬環(huán)境外 ， 還可以在細(xì)胞中合成大量不同有機(jī)物質(zhì) 。 植物吸收的鹽分多數(shù)儲(chǔ)存在液泡中 。 液泡中鹽分增多必然對(duì)細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生滲透脅迫 ， 故在細(xì)胞質(zhì)中要合成一些可溶性有機(jī)物質(zhì)以抵消液泡的滲透勢(shì) ， 使其與液泡滲透勢(shì)相等 。 這些有機(jī)物質(zhì)包括糖類(lèi)如蔗糖 、 果糖 、 糖 醇類(lèi)如甘油 、 肌醇 ， 復(fù)合糖類(lèi)如海藻糖 、果聚糖 ， 此外還有甜菜堿 、 脯氨酸等 。對(duì)脯氨酸與鹽脅迫的關(guān)系至今尚有爭(zhēng)議 。 大多 數(shù) 學(xué)者認(rèn)為脯氨酸積累是植物對(duì)鹽分脅迫的適應(yīng)機(jī)制 。 1997)發(fā)現(xiàn)大豆耐鹽品種 鹽脅迫下體內(nèi)的脯氨酸 、 可溶性蛋白等含量升高 ， 而敏感品種 內(nèi)這些物質(zhì)含量并不增加 。 有實(shí)驗(yàn)證明脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的功能可能是次要的 ， 且脯氨酸的積累與耐鹽程度呈負(fù)相關(guān) 。 即認(rèn)為脯氨酸積累可能是植物受到鹽害的結(jié)果 。 認(rèn)為脯氨酸的積累可能是植物受害的標(biāo)志 。 大多 數(shù) 研究者認(rèn)為植物積累脯氨 酸是一種對(duì)抗鹽脅迫的措施 。 但是 1996)等發(fā)現(xiàn) ， 脯氨酸的積累對(duì)細(xì)胞質(zhì)水勢(shì)影響很小 ， 可能并不參與滲透調(diào)節(jié) ， 至少不是主要因素 。 最新觀點(diǎn)認(rèn)為脯氨酸在逆境中的作用不是單一的 。 在一定鹽度范圍內(nèi)具有促進(jìn)水稻根系的發(fā)育作用 ， 而本身對(duì)水稻幼苗具有抑制作用 。 有研究還指出 ： 這些有機(jī)物質(zhì)具有防止自由基的產(chǎn)生或者清除細(xì)胞內(nèi)活性氧 ； 防止酶變性 ； 調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì) 等作用 。 結(jié)構(gòu)特征和一些生理現(xiàn)象來(lái)推測(cè)的 。 自 1987）首先在煙草中分離以來(lái) ， 相繼在其他種屬的植 物 ， 如番茄 、 土豆 、 胡蘿卜 、 棉花 、 大豆 、 小米 、水稻和矮牽牛等植物中也發(fā)現(xiàn) 。 以 26白質(zhì)含量顯著 。 可占總蛋白的 10% 20%， 其合成和積累發(fā)生在細(xì)胞對(duì)高鹽或干旱脅迫進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)的過(guò)程中 ， 因此定名為調(diào)滲蛋白 。 認(rèn)為 ：1 調(diào)滲蛋白是一種逆境適應(yīng)蛋白 ， 不是脅迫蛋白 ； 2 能誘導(dǎo)調(diào)滲蛋白 ， 而且誘導(dǎo)的水平與內(nèi)源 水平緊密相關(guān) ， 因此調(diào)滲蛋白可能涉及滲透調(diào)整或降低離子毒害 ； 3 細(xì)胞的調(diào)滲蛋白定位于液泡 ， 這是離子區(qū)域化積累的場(chǎng)所 。 調(diào)滲蛋白可能是一種鹽適應(yīng)過(guò)程中形成的貯藏蛋白（ 余叔文 等 ， 1998）。 目前 研究表明鹽脅迫確實(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生新的蛋白 ， 但因?qū)嶒?yàn)材料基因型和組織的不同 ， 新多肽誘導(dǎo)往往表現(xiàn)各異 。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 （ H+ 是細(xì)菌 、 酵母 、 藻類(lèi) 、 動(dòng)物和高等植物的膜系統(tǒng)上均存在的一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ， 參與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的 度調(diào)節(jié)及細(xì)胞體積變化等生命活動(dòng) 。自第一次在甜菜貯藏組織的液泡膜囊泡檢測(cè)到液泡 H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性后 ， 已在許多植物如兼性 物冰葉日中花 、 甜菜 、 堿蓬中檢測(cè)到液泡膜 H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性 。 擬南芥基因組測(cè)序鑒定 出與酵母 常相似的 隨之 ， 水稻 、 冰葉日中花 、 堿蓬等高等植物液泡 H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因相繼克隆 ， 分別為 用 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引言5件分析 列 ， 可推測(cè)到 12 個(gè)跨膜區(qū)域 ， 這些跨膜區(qū)高度保守 ， 對(duì) H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)功能非常重要 。 P（ 1999） 等在擬南芥中過(guò)量表達(dá) 因發(fā)現(xiàn) ： 轉(zhuǎn)基因植株液泡膜 H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)活性比野生型植株要高得多 ， 并且這種 H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性的升高和 白表達(dá)量 增加是一致的 ， 在 200 迫條件下 ， 轉(zhuǎn)基因植株的生長(zhǎng)未受影響 。 有轉(zhuǎn)運(yùn) H+跨膜運(yùn)輸外 ， 還有調(diào)整 K+跨膜運(yùn)輸?shù)淖饔茫?et 2001; et 2002; et 2004; et 2004）， 提高的液泡 運(yùn)活性伴隨著液泡中區(qū)域化的 度的升高 ， 有力地支持了 域化在耐鹽中的作用 。 利用基因工程手段 在番茄 （ et 2001） 、 油菜 （ et 2001） 中過(guò)量表達(dá)H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ， 得到了世界上第一批真正意義上的耐鹽作物 ， 用 200 仍可正常生長(zhǎng)并結(jié)實(shí) 。 這些結(jié)果充分證明 液泡 域化中的重要功能 。 是一類(lèi)膜內(nèi)嵌蛋白 。 其功能包括促進(jìn)水的長(zhǎng)距離運(yùn)輸 、 細(xì)胞內(nèi)外的跨膜水運(yùn)輸 、 調(diào)節(jié)細(xì)胞脹縮及運(yùn)輸其他小分子物質(zhì) 。 水孔蛋白的調(diào)控主要有三種 ： 不同水孔蛋白在不同的特定組織與細(xì)胞表達(dá) ， 這是調(diào)節(jié)功能的最 直接方式 ； 改變水孔蛋白的含量 ； 調(diào)節(jié)水孔蛋白的活性 。 植物水孔蛋白的功能包括 ： 促進(jìn)水的長(zhǎng)距離運(yùn)輸 ； 促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)外的跨膜水運(yùn)輸 ； 調(diào)節(jié)細(xì)胞的脹縮及運(yùn)輸其他小分子物質(zhì) 。 水孔蛋白的活力對(duì)于植物耐鹽極為重要 ，有證據(jù)表明 ： 在受到鹽脅迫時(shí) ， 植物通過(guò)控制水孔蛋白的活性來(lái)抵御逆境 ， 水孔蛋白功能的開(kāi)放與關(guān)閉是通過(guò)蛋白磷酸化來(lái)控制其構(gòu)象的變化而實(shí)現(xiàn)的 ， 而構(gòu)象之間的動(dòng)態(tài)平衡則受到由生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑所介導(dǎo)的某種信號(hào)的調(diào)節(jié) （ et 1995）。 植物的代謝就會(huì)受到干擾而發(fā)生紊亂 ， 而 一些鹽生植物則能夠通過(guò)改變其自身的代謝途徑適應(yīng)高鹽分生境 。 獐毛和日中花經(jīng)高鹽脅迫后分別將本身的