1、土壤鹽漬化是限制農作物產量的主要因素之一,其中Na+是土壤鹽分的主要成份,而且由于不合理灌溉引起的次生鹽漬化使鹽漬化土壤的面積繼續(xù)增加。據統計,影響作物產量的各種環(huán)境因素中,干旱和鹽堿造成的減產在40％以上,因此,如何提高植物的耐鹽性成為當前一個迫切需要解決的科學問題。研究表明植物耐鹽的關鍵是維持細胞質內的低鹽濃度,鹽脅迫下Na+會通過非特異性離子通道進入細胞內,為了減輕Na+的危害,植物主要通過兩種方式來降低細胞質中鹽的濃度:一種是通

2、過質膜上的Na+/H+逆轉運蛋白將Na+排出體外,另一種方式是通過液泡膜上的Na+/H+逆轉運蛋白將Na+區(qū)隔化到液泡中,從而維持細胞內的離子平衡。小麥屬淡土植物,其生長受到鹽脅迫的抑制,鹽害直接影響著小麥生產的發(fā)展。本研究借助酵母(Saccharomyces cerevisiae)突變體,對小麥Na+/H+逆轉運蛋白TaNHX2的功能及其C-末端功能域進行了分析,主要結果如下:
　　 1.生物信息學分析表明,小麥Na+/H+逆

3、轉運蛋白TaNHX2與植物NHX蛋白中ClassⅠ類的液泡膜Na+/H+逆轉運蛋白AtNHX1,AtNHX2,OsNHX2的同源性較高,分別為70.17％,71.95％,71.04％,而與ClassⅡ類的核內體Na+/H+逆轉運蛋白LeNHX2同源性較低,僅為26.87％。但是GFP定位結果表明,TaNHX2的位置與LeNHX2的位置相似,位于前液泡區(qū)。
　　 2.構建酵母表達載體pYES2-TaNHX2,用PEG/LiAc熱擊

4、轉化方法轉入酵母中,通過酵母功能互補試驗證實了TaNHX2基因可以部分恢復酵母鹽敏感突變體AXT3K的耐鹽功能,可在Ap+50 mM NaCl和Ap+0.5 M KCl的培養(yǎng)基中生長,而轉空載體的對照則表現為致死。說明TaNHX2不僅有轉運Na+的功能,同時也有轉運K+的功能。通過對20 mM NaCl條件下酵母細胞中的Na+、K+離子含量測定,發(fā)現轉TaNHX2基因的酵母細胞中Na+的含量與對照相比沒有顯著差異,而K+含量差異達到了顯

5、著水平,這可能是由于TaNHX2的耐鹽性不單是其轉運Na+,更重要的是由于K+在細胞內的積累而導致耐鹽性增強。
　　 3.用熒光定量PCR的方法研究了TaNHX2基因在NaCl鹽脅迫、4℃低溫脅迫、ABA離子脅迫和PEG6000干旱脅迫這4種不同逆境條件下的表達情況。結果表明,在沒有脅迫時,TaNHX2基因在根和葉片中都表達,說明小麥Na+/H+逆向轉運蛋白基因TaNHX2具有維持植物體內離子平衡的功能。在NaCl鹽脅迫和ABA

6、離子脅迫下,根中的表達量比較大,而在葉中TaNHX2幾乎不表達,在低溫和干旱脅迫下,葉中的表達量要高于根中的表達量,說明TaNHX2基因的表達具有組織特異性。TaNHX2基因在植物受到非生物脅迫或ABA脅迫時起到非常關鍵的作用,因此可以推測小麥Na+/H+逆向轉運蛋白基因TaNHX2在維持細胞的滲透壓平衡方面同樣具有重要的作用。
　　 4.為了研究TaNHX2 C-末端的作用,采用PCR的方法獲得了一系列包含不同C-末端的TaN

7、HX2突變體,通過酵母功能互補試驗證實了部分TaNHX2突變體基因的功能與野生型在耐鹽方面存在差異。其中轉突變體基因Δ439aa的酵母可在Ap+80mM NaCl的培養(yǎng)基中生長,而全長基因TaNHX2則只能在Ap+50mM NaCl的培養(yǎng)基中生長,在Licl脅迫條件下,轉突變體基因Δ439aa的酵母在0.5mM LiCl條件下不能生長,而其它突變體和野生型可在0.8mMLiCl條件下正常生長。在40 mM NaCl條件下,通過對OD60