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盐胁迫是严重影响植物生长,导致农作物减产的主要非生物因子之一。为了研究植物的耐盐机制及功能,本文通过不对称体细胞杂交技术,将野生大豆(Glycine cyrioloba ACC547)的耐盐特性引入到了栽培大豆(G.max Melrose)中,综合分析比较了亲本及其体细胞杂交后代的耐盐特性,利用这些材料筛选到了野生大豆特异的ndhH基因并研究了该基因及其生理功能在大豆盐胁迫耐性中的可能作用。主要结果如下:Glycine cyrtoloba ACC547是生长在澳大利亚海滩上的一种野生大豆,具有较强的耐盐性能;G.max Melrose是一个高产栽培大豆品种,但对盐胁迫较为敏感。利用不对称体细胞杂交技术,获得了一批ACC547和Melrose的原生质体融合再生株系。随机扩增多态性DNA(randomamplified polymorphic DNA,RAPD)和扩增片段长度多态性(amplified fragment lengthpolymorphism,AFLP)分析结果都表明这些再生株系为野生大豆和栽培大豆的体细胞杂交后代。这些杂交后代在表型上获得了两个亲本的一些特征,耐盐性实验表明有些杂交后代也从野生大豆获得了较高的耐盐特性。对两个稳定遗传的体细胞杂交后代S111-9和S113-6及其亲本的耐盐性鉴定表明,与栽培大豆相比,杂交后代及其野生大豆亲本具有较强的耐盐性能。盐胁迫严重地影响了栽培大豆的生长,表现为叶片出现失绿坏死,生物量和光合速率严重下降;而盐胁迫下两个杂交后代的叶片失绿坏死程度和生物量的降低都比其栽培种亲本轻,但要重于其野生亲本,然而其光合速率的下降程度与野生大豆无显著的差别,这表明体细胞杂交后代部分地获得了其野生大豆亲本的耐盐性能。在盐处理后期,野生大豆亲本根茎中的Na~+和CI含量与栽培大豆差异不大,但叶中这两种离子的含量明显少于栽培大豆,而K~+含量和K~+/Na~+比值要远大于栽培大豆。这表明降低植株体内尤其是叶片中的盐离子含量,增强叶片对K~+的选择性吸收,减轻盐分对叶片的伤害,维持较高的光合性能,是野生大豆具有较高耐盐特性的部分原因。尽管体细胞杂交后代的叶片K~+含量和K~+/Na~+明显高于栽培大豆,但其叶中和整个植株体内的Na~+和Cl~-含量都要远大于其野生大豆亲本,而与其栽培亲本无显著差别。因此,同野生大豆相比,杂交后代较高的盐胁迫适应能力可能主要不在于其减少体内盐离子的能力,而在于其对盐胁迫的耐受性。在体细胞杂交后代从野生大豆亲本获得的AFLP条带中,发现有一个AFLP条带(ASH1)与叶绿体NAD(P)H脱氢酶(NAD(P)H dehydrogenase,NDH)H亚基的基因ndhH具有很大的同源性。通过设计ASH1特异引物进行PCR鉴定,证明了ASH1代表了野生大豆亲本特异的ndhH基因并通过PCR扩增和DNA测序获得了其全长序列。野生大豆特异的ndhH与栽培大豆的ndhH的比对结果表明,二者在其所推测蛋白的氨基酸序列上只有五个氨基酸残基的差别,野生大豆特异的NDH-H蛋白在三级构型上于相应的位置缺少了一个β转角。与栽培大豆相比,盐胁迫诱导了野生大豆亲本类囊体膜结合的约45kD蛋白的合成,其在分子量上与野生大豆亲本特异的NDH-H类似。盐胁迫下野生大豆亲本的‘作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升’的程度和P700的重还原速率以及利用不同电子受体和供体所测定的PSI活性,都要远高于栽培大豆亲本,这表明盐胁迫下野生大豆的NDH介导的围绕PSI的环式电子传递(cyclic electron flow around PSI,CEF1)速率要高于栽培大豆。基于以上这些结果,我们推测野生大豆亲本特异的ndhH能够受盐胁迫的特异诱导而高丰度表达,其所编码的产物参与组成了一个特异的NDH,介导了盐胁迫下高效的光合环式电子传递。另外我们还发现,由于获得了野生大豆亲本特异的ndhH基因,体细胞杂交后代的CEF1活性也受盐胁迫诱导而显著提高,这可能是杂交后代具有较高耐盐特性的一个重要原因。盐胁迫下,体细胞杂交后代及其野生大豆亲本的叶片毫秒延迟荧光(ms-DLE)强度明显升高,叶绿素荧光的非光化学淬灭(NPQ)尤其是高能态非光化学荧光淬灭(qE)也维持在较高的水平;叶片内活性氧的积累明显少于栽培大豆;叶绿体结构受损较轻,PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)下降也较少。而栽培大豆叶片的ms-DLE强度、NPQ和qE在盐处理下显著下降;活性氧的生成明显增强,叶绿体受损较为严重,Fv/Fm明显降低。这些结果表明杂交后代及其野生大豆亲本的CEF1活性有利于其叶片跨类囊体膜的pH梯度(△pH)的生成和维持,从而激发了其叶片内过剩光能的耗散机制来保护光合机构免受活性氧的损害;而由于不具备高效的CEF1活性,栽培大豆的这种保护机制较弱。此外,杂交后代及其野生大豆亲本盐胁迫下叶片中光诱导的ATP合成明显高于栽培大豆,表明野生大豆及其杂交后代较高的CEF1活性推动了ATP的积累。我们还发现野生大豆的Na~+大多定位于液泡,这是否预示着这种ATP的积累参与了Na~+的液泡区域化,尚待进一步研究。