土壤的盐渍化危害是现代农业生产中较常见的限制因子之一。盐渍化抑制植物生长一般由Na~+和C1~-引起,而Na~+是对植物造成离子特异伤害的最初原因。K~+在植物细胞内浓度可达80-150mM,在作物抗盐过程中具有非常重要的功能。所以维持地上部高K~+、低Na~+的离子平衡,可增加作物的耐盐性。不同作物在耐盐能力上存在非常大的差异,如禾本科植物中水稻最不耐盐,而大麦最为耐盐。因此,利用现代分子生物学技术提高水稻耐盐能力已成为现代植物育种工作中急需解决的关键问题之一。本课题组已经从强耐盐菊芋品种南菊芋1号中克隆出两个液泡膜型Na~+/H+逆向转运蛋白基因HtNHX1和HtNHX2,并将其转入了模式水稻品种日本晴中。我们进行了苗期和全生育期的盐胁迫实验,比较了这两个基因的耐盐性,且通过水培养分胁迫和土培贫瘠、贫钾胁迫比较了转基因水稻和野生型水稻的养分吸收效率。主要研究结果如下:1、在正常供钾下(其他养分充足),无盐胁迫时,HtNHX1和HtNHX2对提高水稻产量没有明显的作用,但是在盐胁迫下,这两个基因均能提高水稻产量,且提高的程度基本一致。2、在低钾下,无论是否有盐胁迫,HtNHX2均能提高水稻的耐盐性;然而只有在有盐胁迫情况下,HtNHX1才能发挥耐盐作用。3、HtNHX2能够增强水稻的养分吸收效率。在营养缺乏条件下,HtNHX2转基因水稻的长势和产量均显著高于野生型水稻,而在同样的条件下,HtNHX1转基因水稻长势甚至弱于野生型。测定营养缺乏条件下的N、P、K含量,结果发现HtNHX2转基因水稻比野生型和HtNHX1转基因水稻能高效吸收利用更多的N、P、K。综上所述,HtNHX1和HtNHX2转基因水稻均能增强水稻的耐盐性,但是作用机制不同。HtNHX1通过吸收更多的K~+,维持较高的K~+/Na~+比来增强水稻耐盐性,而HtNHX2通过维持较高的Na~+/K~+比来抗盐。另外,HtNHX2还可以在营养缺乏条件下,高效吸收养分离子。