盐胁迫严重影响着世界范围内农作物的产量,是致使产量下滑的重要环境胁迫之一,因此,筛选鉴定优良的耐盐作物遗传资源对世界粮食安全显得极为重要。本研究以自雷琼地区收集到的33份传统水稻种质资源和来自国际水稻研究所的Nona Bokra(耐盐对照)、IR29(敏感对照)为材料,首先筛选出耐盐品种(品系),后在芽期、苗期、成熟期分别对耐盐品种及对照样本进行各项表型性状、生理生化调控和基因表达差异观察、分析,并对雷琼当地水稻的耐盐分子机制进行了探讨。具体结果如下:(一)以0.5%的Na Cl水溶液连续胁迫三叶一心期从雷琼地区收集到的33份水稻种质,结合室内室外多次筛选结果,从中选出了具有强耐盐性的水稻品种(品系)C24、C34、C6。(二)以其中两个耐盐品种C34、C24和耐盐性较差的品种HG1及两个对照品种为试验材料,在芽期以Na Cl浓度为0m M、50m M、100m M、150m M、200m M、250m M、300m M进行发芽率、相对盐害率、胚芽/胚根抑制率指标测试。结果显示:随着所处理盐分浓度的加大,水稻受到的盐害越发明显,发芽率逐渐减少,盐害率及抑制率逐渐增高,但C24、C34受盐害程度均小于其余三个品种,显现出芽期良好的耐盐性。(三)同样上述材料在苗期以0m M、80m M、100m M、120m M、150m M的盐浓度进行了表型性状测定,结果显示:与其他水稻样品相比,两个雷琼传统耐盐水稻样品均表现出较少的盐胁迫生长抑制作用,这两种有耐盐性能的水稻在盐逆境下的萎黄症状也较少,这说明它们具有更好的持水能力。此外,分别对100m M Na Cl处理了5d和10d的幼苗进行了丙二醛(MDA)、可溶性糖和脯氨酸(Pro)含量以及过氧化氢酶(CAT)、活性氧(ROS)和过氧化物酶(POD)的活性的测量,在两个雷琼样品中发现较少的细胞膜损伤和更强的抗氧化酶系统,表明其在苗期具有良好的耐盐能力。(四)将上述材料于三叶一心期盐处理后进行成熟期耐盐性测试,在0m M、80m M、100m M、120m M、150m M盐处理下,发现雷琼本土品种具有更好的株高、最高穗穗长及千粒重表现,相较于其他品种显示出更耐盐的能力。(五)分别将在Na Cl溶液里处理了10d的水稻C34、C24、HG1进行Os HAL3和Osi SAP8克隆,并将序列测序、分析,以日本晴该两基因的序列为参考。分析发现,Os HAL3基因序列在雷琼本土三个品种中无差异,但是关于基因Osi SAP8,发现C34、C24与HG1序列有一个碱基不同,进而对蛋白序列进行比对,找到所翻译的氨基酸有一个差异,该氨基酸在C34、C24中为半胱氨酸,但是在HG1、日本晴中则为精氨酸,故推测此可能是由于耐盐基因序列变化导致C34、C24、HG1表现出不同耐盐性,但仍须进一步的实验证明。(六)将Nona Bokra、C34和IR29 100m M盐处理6h后进行了转录组测序。测序结果显示在各个品种间存在大量差异表达基因,充分说明盐胁迫诱导了大量基因表达的波动。通过GO、KEGG注释分析可看出,在C34、Nona Bokra和IR29中有大量基因被注释到植物激素信号传导、碳代谢、氨基酸生物合成、卟啉和叶绿素代谢、光合作用-天线蛋白、光合作用中生物碳固定、脂肪酸降解、糖酵解等通路中,说明盐胁迫对样本水稻植株的光合作用功能、色素合成等方面有巨大影响。此外,还可以看到氨基糖和核苷酸糖代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、内质网蛋白质加工等通路注释到的DEGs在C34中上调的比较多,核糖体、嘧啶代谢等通路注释到的DEGs在IR29中下调的比较多。故此推测,可能是不同水稻种质耐盐调控网络存在一定差异导致该三个品种呈现出差异的盐耐受性。综合以上结果,本次试验对不同的水稻品种的耐盐性的分子机理进行初步讨论,认为C34、C24等雷琼水稻具有比较好的耐盐性,在盐胁迫条件下,在发芽率、生长抑制、持水能力、叶绿素含量、调渗物质积累、细胞膜损伤、抗氧化酶系统等方面表现更优。转录组测序结果中,氨基糖和核苷酸糖代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、内质网蛋白质加工等相关基因在当地耐盐种中上调的比较高,而核糖体、嘧啶代谢等通路注释到的相关基因在IR29中下调比较多,这种差异可能是导致它们耐盐性迥异且雷琼种质更耐盐的原因。