《不同生境鹽地鹼蓬適應高鹽低氮生境的生理生態機制》是依託山東師範大學，由宋傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：不同生境鹽地鹼蓬適應高鹽低氮生境的生理生態機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋傑
- 依託單位：山東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前，植物回響鹽脅迫的生理及分子機制主要集中在Na+等陽離子，對Cl-的研究卻很少。鹽鹼地區土壤氮素含量很低而Cl-含量較高，但鹽生植物高效獲取硝態氮以及維持NO3-/Cl-穩態的機制並不清楚。真鹽生植物鹽地鹼蓬（Suaeda salsa L.）是鹽鹼地區環境修復的優良植物資源，可以作為海岸帶生態屏障和污染物消解的實地系統，同時也是發展鹽地農業的優良種質資源。本研究課題擬以鹽地鹼蓬為材料，在前期研究的基礎上，（1）對不同生境鹽地鹼蓬幼苗根系拒Cl-以及硝態氮高效獲取的生理特性進行比較研究；（2）利用前期轉錄組分析得到的鹽地鹼蓬根系高親和力NO3-轉運蛋白以及氯離子通道蛋白的基因片段，克隆得到相關的全長基因；（3）比較分析高鹽低氮條件下不同生境鹽地鹼蓬上述基因的表達，並通過超表達以及轉擬南芥突變體驗證其生物學功能。探明不同生境鹽地鹼蓬適應高鹽低氮生境的生理生態機制。
結題摘要
探明不同生境鹽地鹼蓬適應高鹽低氮生境的生理生態機制，可以為合理開發利用我國大面積灘涂和內陸鹽鹼地提供理論依據。該課題研究發現，低氮水平上， 200 mM NaCl顯著增加鹽地鹼蓬根和木質部汁液中的NO3- 含量。說明高鹽低氮條件下鹽地鹼蓬能夠高效吸收和轉運NO3-。比較兩種不同生境鹽地鹼蓬，300 mM NaCl處理下，潮間帶生境比內陸生境根中積累更多Cl-，而木質部汁液中Cl- 的含量較內陸生境中的更低。非損傷微測技術結果分析顯示潮間帶生境鹽地鹼蓬比內陸生境的根部排出更多Cl-，表明潮間帶生境鹽地鹼蓬比內陸生境鹽地鹼蓬根系具有更強的排的能力。克隆得到了SsNRT2.1和SsCLCc全長基因。低氮水平上，隨著鹽濃度的升高，鹽地鹼蓬中與硝態氮吸收相關的基因SsNRT2.1的表達量被鹽分上調的，200 mM NaCl條件下其上調量尤其顯著，說明該基因可能參與了鹽地鹼蓬硝態氮高效吸收的過程；鹽處理顯著誘導了兩種生境鹽地鹼蓬根中SsCLCc 基因的相對表達。無論是對照組還是鹽處理組，該基因在潮間帶生境鹽地鹼蓬根中的相對表達量都高於內陸生境根中的表達量，上述結果說明鹽地鹼蓬根中SsCLCc可能參與了其根系拒Cl- 的過程。獲得了SsNRT2.1和SsCLCc純合的過表株系、回補株系以及突變體。0和100 mM NaCl處理下，通過分析比較SsCLCc各個株系的生理指標，過表達植株受鹽脅迫影響最小，突變體受鹽脅迫影響最大，回補株系與野生型受鹽脅迫相似，初步判定SsCLCc將細胞質中過量的Cl-轉移到液泡中，有利於保護細胞質中的結構及物質不受Cl-的毒害作用，提高植物的耐鹽性；一定的鹽分對SsNRT2.1過表達株系的表達量是促進的，對回補株系的短時間表達量是促進的。無論在根中還是葉片中NO3-離子的含量都高於野生型，突變體株系的離子含量明顯低於野生型植株，回補株系的NO3-含量高於或者接近野生型植株。初步證明低氮條件下SsNRT2.1在鹽地鹼蓬中起到吸收硝態氮的作用。上述結果為理解鹽地鹼蓬適應高鹽低氮生境的生理生態機制提供了理論依據。
