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盐胁迫严重影响植物生长发育,造成作物的减产,土壤盐碱化问题严重制约着全球农业可持续发展。盐渍化土壤中的主要毒害离子是Na+,它会引起植物离子毒害和渗透胁迫,干扰植物正常的生理生化代谢。在长期的进化过程中,不同的植物都有各种机制来适应盐害。绝大多数粮食作物和优良牧草都是拒Na+能力较低的甜土植物,抗盐能力非常有限。小麦和禾本科盐生牧草来说,它们主要是通过拒Na+来抵御盐胁迫;然而由于小麦等粮食作物长期生长于优裕的环境中,其拒Na+能力有限。而长期生长于盐渍化土壤中的禾本科盐生植物小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)抗盐性极强,本实验室研究发现,限制Na+的单向内流和强选择性吸收K+是小花碱茅抗盐的关键所在。但是关于小花碱茅响应不同K+、Na+生境的各种离子流动态变化机制尚未见报道。枯草芽孢杆菌是土壤和植物微生态的优势微生物种群之一,具有很强的抗逆能力和抑菌防病增产作用。研究表明,枯草芽孢杆菌菌株GB03可以促进拟南芥、棉花、苜蓿、党参和白三叶等植物在盐逆境下的生长和耐盐性。然而关于枯草芽孢杆菌菌株GB03调控盐生植物生长和耐盐性尚未见报道。本研究以小花碱茅为材料,解析枯草芽孢杆菌菌株GB03对小花碱茅种子萌发、幼苗生长、耐盐性等的调控机制;采用非损伤微测技术解析小花碱茅响应不同K+、Na+生境的各种离子流动态变化机制。取得如下主要结果:1.GB03菌液处理小花碱茅种子显著提高了其发芽率、发芽势,以菌液浸泡5 min效果最佳,对发芽势的提高最为显著。与对照(LB处理)相比,在0、100、200mMNaCl处理下,GB03分别显著提高小花碱茅发芽势22.8%、31.9%、52.4%;分别显著提高了小花碱茅种子的发芽率28.7%、44.6%、56.9%(P<0.05)。2.与对照(LB处理)相比,在0、100、300mMNaCl处理下,枯草芽孢杆菌GB03分别显著(P<0.05)降低根部Na+含量67.5%、35.3%、35.7%;分别显著提高根部 K+/Na+302.5%、118.7%、138.9%。3.随着盐浓度的升高,小花碱茅维持了地上部K+和ST的相对稳定,说明拒Na+选择性吸收K+并促进其向植株地上部运输是小花碱茅抵御盐害的关键。4.钾饥饿条件下通过增强H+的外排来保持K+的主动吸收和植株体内K+保存有利于小花碱茅维持较高K+/Na+选择性。5.提高Na+的外排和K+的内流是小花碱茅适应高盐(300mMNaCI)和钾饥饿生境的重要策略之一;在高盐胁迫初期Ca2+的大量内流可能在SOS系统信号转导过程中发挥关键作用,从而激活了 SOS1以增强了 Na+外流。本研究为进一步阐明小花碱茅耐盐的分子基础、调控机制和鉴定耐盐基因奠定了工作基础。