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盐害是导致农作物减产的主要因素之一。因此通过基因工程的手段来提高作物的耐盐性进而提高作物的产量具有十分重要的意义。分子生物学的快速发展为我们研究耐盐基因的作用机制提供了技术支持。本研究分为以下三个方面：1.小麦耐盐基因TaSTG的克隆和功能研究通过对小麦耐盐突变体RH8706-49盐胁迫下的基因芯片进行分析,选取了受盐胁72h后,表达量达到最高的探针进行研究。而后通过电子克隆和RT-PCR的方法得到了该探针的全长序列。该基因的ORF为681bp,蛋白序列与水稻的同源性为74%。目前该基因已登录Genebank,命名为TaSTG,登录号为EF415486。实时荧光定量PCR的结果显示,小麦TaSTG基因在两种小麦突变体中的表达量受盐胁迫后均有所上升,但在耐盐突变体RH8706-49中TaSTG的表达量始终高于敏盐突变体H8706-34。在耐盐突变体RH8706-49的根中,基因的表达量在受盐胁迫72h时达到最高,为Oh的两倍左右,但在叶中,该基因的表达量在24h达到最高,为Oh的五倍左右。分别构建拟南芥和水稻的双元表达载体,将TaSTG基因转入拟南芥和水稻进行过表达。结果显示,盐胁迫下转基因植株的生长状态要明显好于对照。说明该基因能够提高转基因植株的耐盐性。接下来我们通过对转基因拟南芥耐盐生理指标的检测,例如脯氨酸、可溶性糖、叶绿素含量等的测定为该基因能够提高转基因植株的耐盐性提供了充分的理论依据。为了确定该基因在非生物胁迫信号通路中的作用,我们以转基因拟南芥为材料,通过实时定量PCR研究了信号通路中一些已知基因的表达情况,结果显示,ADH、COR15α、P5CS、FRY1、SAD1和RD29B基因的表达量明显上升,SOS3的表达量呈下调趋势,KIN2和SOS2的表达量没有明显的变化,这些结果表明TaSTG可能位于ADH、COR15a、P5CS、FRY1、SAD1和RD29B的上游,与ABA胁迫信号传导有关,影响脯氨酸的含量并通过磷酸酯酶和CDPK途径参与渗透肋迫的调节。2.小麦谷氨酰胺合成酶前体的功能研究本实验室前人通过蛋自双向电泳的方法得到了小麦谷氨酰胺合成酶前体Ⅱ(GS2 precursor),该基因能够明显提高转基因拟南芥的耐盐性。分别以小麦敏盐突变体H8706-34和耐盐突变体RH8706-49未经盐胁迫和受盐胁迫72h后的叶为材料进行实时荧光定量PCR,结果显示盐胁迫前RH8706-49(?)中谷氨酰胺合成酶前体Ⅱ的表达量高于H8706-34。胁迫后,GS2 precursor表达量虽然有所下降,但RH8706-49仍旧高于H8706-34。通过对转基因拟南芥及野生型进行分析,GS2precursor基因的过表达可以使GS酶活上升,产生大量的谷氨酸,进而导致P5CS表达量的上升并最终积累了大量的脯氨酸,提高了转基因植株对盐的耐受能力。说明谷氨酰胺合成酶前体Ⅱ与小麦耐盐性密切相关。GS2 precursor也可能通过CDPK途径参与渗透胁迫的调节。3.小麦SCAMP基因家族的功能研究。同过NCBI检索,我们找到了水稻SCAMP基因,并以该基因的ORF为探针,在NCBI中检索到了大量的小麦同源EST,而后利用DNAstar中的seqman软件进行拼接,得到了三个小麦SCAMP基因。其中TaSCAMP1的ORF为927bp,编码309个氨基酸,与水稻基因(Os07g0564600)的同源性分别为85%,蛋白同源性为88%。TaSCAMP2的ORF为864bp,编码288个氨基酸,与水稻基因(Os01g0780500)的同源性分别为87%,蛋白同源性为88%。TaSCAMP3的ORF为840bp,编码280个氨基酸,与水稻基因(Os05g0503000)的同源性分别为87%,蛋白同源性为89%。该家族基因均具有四个跨膜结构域,并含有保守的SCAMP superfamily结构域。该家族的基因在哺乳动物中能够与NE7发生相互作用,因此我们分别将SCAMP和液泡膜Na+/H+逆转运蛋白构建到BIFC载体上,注射烟草,验证他们的相互作用,结果显示TaSCAMP1能够与液泡膜的钠氢逆转运蛋白发生相互作用。