盐胁迫严重阻碍植物的生长发育、限制农作物的产量增加和品质提升。超过20%的世界耕地受到盐胁迫的影响且有逐年增加的趋势。因此,增强农作物的耐盐性能够使盐碱地得到更加有效的利用。棉花作为一种主要经济作物及纤维作物,对于促进国民经济的发展起着重要作用。棉花较一些主要的农作物像水稻、小麦、玉米的耐盐性要高。虽然如此,高浓度的盐仍会对棉花的生长发育和产量造成严重的影响。因而,通过生物技术提高棉花的耐盐性,培育棉花耐盐新品种,有利于盐碱地的充分开发利用。转录因子可以调控下游多个胁迫相关基因的表达,在转基因作物遗传改良中,可通过转入一个关键的转录因子,使得不同信号途径的胁迫相关功能基因同时表达而增强作物的耐逆性。GmST2基因是从大豆中克隆出来的NAC家族转录因子,可通过与胁迫相关基因启动子区域的顺式作用元件特异性的结合,调控下游逆境相关基因的表达,从而提高转基因植物的耐逆性。本工作将来自大豆的GmST2基因转入棉花中,获得了转基因棉花。通过对幼苗苗期生理生化指标的测定和种子出苗实验对其耐盐性进行了初步测定,并通过实时荧光定量PCR对其耐盐的机制进行初步的探究,以期待了解过表达GmST2基因在棉花中提高耐盐性的机制。本工作采用农杆菌介导的棉花茎尖转化法获得转基因植株,转化幼苗经过除草剂筛选和PCR检测,阳性植株移至大田获得T1代植株,T1代植株南繁通过人工授粉让其自交结实。PCR、Southern杂交检测T2代转基因植株,结果表明,GmST2基因整合到棉花基因组中。以3个转GmST2基因的棉花株系(S1、S2、S12)和对照鲁1138作为实验材料,对棉花叶片进行离体耐盐性的鉴定,不同盐浓度下棉花离体叶片形态变化表明,在400mM和600mmM盐处理下,转基因株系的耐盐性好于对照,且叶绿素含量高于对照。采用沙培的方法种植各株系棉花,测定了盐胁迫前和250mmM盐浓度处理1天、7天、14天、21天的转基因株系及对照植株的生理指标。实验结果表明,盐处理前,各棉花株系在相对含水量、渗透保护物质含量、抗氧化酶活性、光合及荧光参数、叶片离子含量等生理指标差异不显著。盐胁迫处理后,转基因棉花的K+/Na、离子含量(Na+、K+)、相对含水量、渗透保护物质的积累、抗氧化酶活性、光合及荧光参数要高于对照株系。野生型对照株系的离子渗漏和渗透势要高于转基因株系,野生型植株的膜损伤更严重。生理生化指标表明,转基因植株的耐盐性要好于对照。种子萌发实验表明在0mM和50mM盐浓度下各棉花株系的出苗及长势没有明显的差异,随着盐浓度的升高,各棉花株系的生长及出苗都受到抑制,当盐浓度达到150mM时,对照植株的出苗率及长势明显低于转基因株系,说明转基因的耐盐性好于对照植株。为了对转基因植株耐盐的机制有一个初步的认识,依据GmST2基因在大豆以及拟南芥中过表达而引起的胁迫相关基因的表达量的变化,来确定GmST2基因能否在棉花中调控相关基因的表达。qRT-PCR结果表明GmST2基因上调了部分棉花胁迫相关基因的表达,如与棉花Na+、K+离子运输相关的基因GhNHX1、 GhAKT1、GhSOS1,棉花抗氧酶合成相关基因GhSOD1,渗透保护物质合成相关基因GhP5CS等基因,但是棉花内源的GhNAC1基因的表达却受到抑制。东营实验田数据显示转GmST2基因棉花的籽棉产量高于野生型对照的,表明转基因棉花的耐盐性要好于对照。以上结果表明,转GmST2基因棉花的耐盐性要好于对照,过表达GmST2基因可能通过促进渗透调节物质的合成、调整细胞Na+、K+的选择性运输,保持细胞较高的K+/Na+比及调节棉花胁迫相关基因的表达等机制提高转基因棉花的耐盐性。