中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 杨迁济南大学 2021年硕士导师: 王惠;秦光华共100页

摘要 : 土地盐碱化是世界范围内都不可忽视的重要环境问题之一，土壤中的盐离子主要通过渗透胁迫和离子毒害作用影响抑制植物的生长和发育，导致其生产力的降低。植物修复作为当今最经济有效的盐碱土地改良措施之一，其中成功的关键是耐盐植物的筛选，本文以... 展开土地盐碱化是世界范围内都不可忽视的重要环境问题之一，土壤中的盐离子主要通过渗透胁迫和离子毒害作用影响抑制植物的生长和发育，导致其生产力的降低。植物修复作为当今最经济有效的盐碱土地改良措施之一，其中成功的关键是耐盐植物的筛选，本文以三个新品种柳树幼苗湿地柳1号，无絮柳1号、J172为供试材料，通过对其在NaCl梯度（20、40、60和80mmol·L-1）胁迫下的形态适应特征、生理响应及耐盐机理开展研究，分析其耐盐差异性及规律特征，并通过五种耐盐性评价方法，将三种柳树幼苗不同盐浓度下的耐盐性进行评估，得到的主要研究结果如下： 1.NaCl梯度胁迫下三个柳树品种生物量增长均随盐胁迫加重而逐步下降，最高浓度下都出现负增长；地上/地下生物量亦总体呈现下降趋势；测试的光合参数受到盐浓度增加影响逐渐降低，但湿地柳1号的光合速率维持稳定，生物增长量也是三个品种的最大值；气孔开放状况不是光合作用的限制因素；湿地柳1号、无絮柳1号与J172的光合色素具有相反的变化趋势。 2.细胞受损标志物相对电导率、MDA随NaCl胁迫加重而均有不同程度升高；H2O2在三个品种中则是呈现不同的变化规律；梯度NaCl胁迫触发了抗氧化酶促系统的响应，SOD、CAT、POD、APX、GR各抗氧化酶类协同合作进行活性氧的清除；但在高盐浓度下，除根部CAT外各测定酶都出现了不同程度的活性下降。相比湿地柳1号、J172，无絮柳1号具有最活跃的酶促防御系统。 3.三个柳树品种根、叶通过积累可溶性蛋白、可溶性糖调节渗透压，降低植物体细胞渗透势，从而改善细胞的持水能力以及吸水能力；而游离脯氨酸仅作为湿地柳1号的渗透调节物质在根部起作用，表明湿地柳1号在盐胁迫下的生理调节机制与另两种柳树品种不同。 4.无絮柳1号品种积累与限制Na+向地上部运输的能力低于J172与湿地柳1号，但是能够通过增加根部K+吸收来平衡Na+，以及增强对Ca、Mg、Fe、Zn等元素的吸收来减轻盐胁迫损害；湿地柳1号的良好的耐盐性与限制Na+向地上部转移有关，以及依靠叶片、根部K+含量的增加来平衡Na+带来的盐损伤；J172品种能通过将Na+隔离在液泡和茎部而获得较大Na+地上部储存能力，同时其根部对Mg2+、Ca2+的积累也是其耐盐机制之一。 5.综合相关性、熵值、主成分、聚类四种分析方法及回归方程，同时考虑数据的易获得性，可选取叶片可溶性蛋白、游离脯氨酸、气孔导度及相对电导率作为柳树苗期耐盐性主要鉴定指标，同时叶片的Ca、Fe、Zn元素含量亦可作为耐盐性重要参考指标起补充验证作用。 6.以柳树叶片26项耐盐指标为依据，分别采用隶属函数法，等权灰色关联度分析，熵权灰色关联度分析，主成分分析法，主成分-灰色关联度分析五种客观分析方法对三种柳树幼苗在20mM、40mM、60mM、80mM4种NaCl浓度下的耐盐性进行综合分析评价。就五种评价方法而言，无絮柳1号具有最佳耐盐性，其次为湿地柳1号、J172；但从生物增长量、净光合速率和对Na+的限制吸收等常规耐盐性评价标准而言，湿地柳1号表现最为优秀；若从Na+在地上部的储存能力而言，J172品种最具优势。考虑到实际应用价值在耐盐柳树树种的选择中，可将湿地柳1号、无絮柳1号作为优良种质资源应用到较高浓度盐碱土地利用实践中来，而J172更适于盐浓度偏低的土壤的植被绿化与改良。三个柳树品种均可为耐盐选育和抗盐机理研究提供材料支持。主成分-灰色关联度法作为植物耐盐性评价方法具有科学性和合理性，可作为柳树幼苗时期耐盐性综合评价的备选方法之一。收起

关键词 : 柳树幼苗生理响应耐盐机制耐盐性特征

2. 小麦内生耐盐细菌分离鉴定及成团泛菌YN1增强小麦耐盐分析

[学位论文] 李星志山东农业大学 2019年硕士导师: 刘爱新共75页

摘要 : 盐碱地作为未被完全开发的耕地资源，是我国今后农业科技开发的方向。微生物对盐碱地修复、提高作物耐盐能力等有重要作用。为获得可在盐碱地小麦田使用的具有防病、促生、耐盐碱的细菌，本研究从山东无棣盐碱地种植的小麦植株中分离到8种内生细菌，通... 展开盐碱地作为未被完全开发的耕地资源，是我国今后农业科技开发的方向。微生物对盐碱地修复、提高作物耐盐能力等有重要作用。为获得可在盐碱地小麦田使用的具有防病、促生、耐盐碱的细菌，本研究从山东无棣盐碱地种植的小麦植株中分离到8种内生细菌，通过菌株产IAA、固氮、抑菌作用等测定，明确各菌株的生物学特性；分析了各菌株处理对小麦的耐盐、促生及防病效果，并对菌株YN1增强小麦耐盐机制进行了初步分析，主要研究结果如下： 1.耐盐细菌的分离与鉴定从盐碱地小麦茎基部分离得到8种内生细菌，结合形态特征和16Sr DNA序列分析，将菌株YN1、YN2、YN3和YN4分别鉴定为成团泛菌（Pantoea agglomerans）、非脱羧勒克菌（Leclercia adecarboxylata）、Kosakonia cowanii和赫氏艾希菌（Escherichia hermanni）；菌株YACC1、YACC2、YACC3和YACC4分别为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus），海洋鞘氨醇单孢菌（Novosphingomonas rhizosphaerae），阿氏肠杆菌（Enterobacter asburise）和洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cenocepacia）。初步统计发现，YN1、YN2、YN3、YN4为优势类群，其中YN4占所有分类物的36.2%。 2.菌株生物学活性测定对各菌株产IAA、ACC酶、固氮、抑菌等进行分析，发现，除YACC3和YACC4外，其余6个菌株均能分泌IAA，在100mM NaCl浓度下YN1和YN4的IAA量分别为153.80μg/mL和151.32μg/mL，比0mM NaCl浓度下分别增加27.12%和15.68%，表明，菌株IAA产生量随培养液盐浓度增加而提高，其它4个菌株也表现类似现象。 ACC脱氨酶活性测定表明，YACC1、YACC2、YACC3和YACC4等4个菌株具有产ACC脱氨酶的能力。其中YACC1和YACC3产ACC脱氨酶能力最强，在100mM盐浓度下酶活性分别为332.87nmol.α-k.mg-1.h-1和615.2nmol.α-k.mg-1.h-1，与0mM NaCl时差别不明显（分别为326.81和603.94nmol.α-k.mg-1.h-1）；而菌株YACC2和YACC4的ACC脱氨酶活性在100mM NaCl浓度下显著下降。平板法分析了各菌株固氮、解磷和铁载体产生能力，发现，除B.cenocepacia YACC4外，其余7个菌株均有固氮能力。菌株YACC1和YACC4具有解磷活性；菌株YN1、YN2、YN3和YN4具有产氨能力；菌株YN1、YN4、YACC4可以分泌铁载体。表明各菌株具有不同的生物学特性。平板对峙法分析了各菌株的抑菌活性，发现菌株YACC1和YACC4对小麦纹枯病菌和茎基腐病菌表现抑菌作用，其它菌株均未表现明显的抑菌活性。 3.菌株对盐浓度的耐受性分析了各菌株在不同NaCl浓度下的生长量，发现，在5%NaCl浓度下菌株YACC2和YACC4生长受到抑制，其余6个菌株在7%NaCl浓度下，72h可以达到正常生长量，在9%NaCl浓度下可以生长，但生长明显受到抑制。 4.各菌株处理提高小麦幼苗的耐盐能力分析了各菌株处理后小麦幼苗在不同NaCl浓度下的生长状况，发现YN1处理对小麦幼苗的促生作用最为明显。YN1处理后，在150mM NaCl浓度下生长的小麦株高、根长、侧根数、鲜重分别比对照提高56.5%、92%、40.1%、74.8%。但在0mM NaCl浓度下，YN1处理对小麦生物量无明显促进作用。对小麦根系活力测定发现，菌株YN1、YN4和YACC2处理的小麦根活力较强，根活力分别为83.42μg/g.h、80.1μg/g.h和79.67μg/g.h。将各菌株处理后的小麦在盐碱土中培养，并进行干旱处理，发现菌株YN1、YN3、YN4、YACC1和YACC2均可增强小麦在盐碱土中的耐旱能力。其中YN1和YN4效果最好，经YN1和YN4处理后，小麦地上部干重分别比对照增加40.25%和36.56%，可溶性糖含量分别提高31.92%和30.43%。 5.菌株YN1处理对小麦幼苗的耐盐机制分析对菌株YN1处理后植株抗逆代谢及相关酶活性进行分析，发现，YN1处理的小麦植株叶绿素和类胡萝卜素含量分别比对照增加41.6%和43.7%，CAT、POD、SOD酶活性分别提高82%、29%、58%，MDA含量比对照降低30%，表明YN1可能通过改变脯氨酸代谢、过氧化物酶活性等，提高小麦的耐盐能力。荧光定量PCR（q-PCR）法测定了小麦耐盐碱相关基因Ta-Unp（Triticum aestivum unknown protein），Ta-DREBs（Dehydration responsive element binding），IAA/AUX（auxin-responsive genes）和CTR1（Constitutive Triple Response1）的转录表达差异，结果发现，经YN1处理后，在150mM NaCl盐浓度下生长的小麦，4个基因转录水平均有不同程度的提高，其中Ta-Unp和Ta-DREBs转录水平提高显著，表明YN1处理不仅提高防御酶活性，而且提高抗逆基因的转录水平。 6.室内防病促生效果分析测定了不同菌株在盐胁迫下对小麦纹枯病和根腐病的防病效果。选择YN1、YN4和YACC1共3个菌株的菌悬液按1∶1∶1混合，处理盐碱土中生长的小麦，结果发现，混合菌液处理后小麦植株的分蘖数、株高、地上部干重和地下部干重分别比对照增加38%、17.4%、36.6%和35.7%，对小麦纹枯病和小麦茎基腐病的防治效果分别为32.5%、51.35%。收起

关键词 : 小麦内生细菌耐盐机制

3. 棉花耐盐相关基因GhPP2C8的功能分析及调控途径解析

[学位论文] 冯薇山东农业大学 2019年硕士导师: 宋宪亮;孙学振共71页

摘要 : 土壤盐渍化严重影响着植物的生长和发育，制约着农业生产。选育和利用耐盐品种，是开发和利用盐碱地最经济有效的方法。棉花虽然是盐碱地利用和改良的先锋作物之一，但是当土壤盐碱程度超过一定范围后，棉花产量会大幅度下降。挖掘耐盐基因、探究耐盐... 展开土壤盐渍化严重影响着植物的生长和发育，制约着农业生产。选育和利用耐盐品种，是开发和利用盐碱地最经济有效的方法。棉花虽然是盐碱地利用和改良的先锋作物之一，但是当土壤盐碱程度超过一定范围后，棉花产量会大幅度下降。挖掘耐盐基因、探究耐盐遗传机理是利用转基因技术培育高耐盐新品种的必要前提。本研究对耐盐候选基因GhPP2C8进行了初步的生物信息学和组织特异性表达分析后，从高耐盐陆地棉邯682中克隆了该基因，并从多方面对转GhPP2C8拟南芥的耐盐性进行了鉴定，并检测了上下游相关基因的表达情况。主要研究结果如下： 1.根据生物信息学分析可知，PP2C家族基因Gh_A05G3590基因全长306bp，编码101个氨基酸，分子量为11.03kD，无内含子；根据Gh_A05G3590基因所在家族的进化关系，将基因命名为GhPP2C8。 2.GhPP2C8基因在棉花根、茎、叶中的组织表达特性表明，GhPP2C8基因在根中优势表达；高盐（150mmol·L-1）、干旱（15%PEG-6000）、低温（4℃）、脱落酸（100μmol·L-1）4种非生物胁迫能够诱导GhPP2C8基因在根中上调表达。 3.通过瞬时转化的方法进行了基因蛋白亚细胞定位，结果表明GhPP2C8基因蛋白定位于细胞膜中。 4.在拟南芥中过表达GhPP2C8基因，分别对萌发期、苗期及成株期对转基因株系进行了耐盐鉴定。结果表明，在盐胁迫下转GhPP2C8基因拟南芥株系的萌发率和萌发期绿苗率都显著高于野生型拟南芥。在苗期盐胁迫下，转基因株系中GhPP2C8基因显著上调表达；转基因株系的根系比野生型更发达，根长、侧根数和植株鲜重显著高于野生型拟南芥。在成株期，转基因拟南芥的根、茎、叶和莲座叶中GhPP2C8基因受盐诱导上调表达。上述结果证明超表达GhPP2C8基因可以显著提高植物的耐盐性。 5.相比于野生型拟南芥，在萌发期，转GhPP2C8基因拟南芥株系对ABA处理更敏感，GhPP2C8基因提高植物耐盐性可能依赖于ABA信号途径。 6.测定了超表达GhPP2C8基因拟南芥中部分耐盐相关基因的表达量，结果表明在盐胁迫条件下，转基因拟南芥中SnRK2.2、SnRK2.3、AtRD29A、AtP5CR、AtP5CS2和AtPRX34的表达量相比野生型拟南芥显著提高，表明GhPP2C8基因的耐盐机理与这些基因的差异表达有关，但具体的调控机制还有待深入研究。收起

关键词 : 棉花 GhPP2C8 耐盐候选基因耐盐机理调控机制

4. 不同类型烟草耐盐性评价及其苗期耐盐胁迫的生理机制

[学位论文] 王悦霖河南农业大学 2021年硕士导师: 叶协锋；王静共62页

摘要 : 在全球土壤盐渍化日益严重的大背景下，降低土壤盐渍化的危害与提高作物耐盐性已成为现代化农业亟待解决的问题。为探究不同烟草品种的耐盐机理，对34份烟草品种进行150mmol的NaCl处理，以去离子水为对照培养14d，并统计各品种发芽势、发芽率、萌发指... 展开在全球土壤盐渍化日益严重的大背景下，降低土壤盐渍化的危害与提高作物耐盐性已成为现代化农业亟待解决的问题。为探究不同烟草品种的耐盐机理，对34份烟草品种进行150mmol的NaCl处理，以去离子水为对照培养14d，并统计各品种发芽势、发芽率、萌发指数、活力指数、和根长等指标。采用隶属函数法与聚类分析法将34份品种进行萌发时期的耐盐性评价，筛选得到高耐盐品种Basma与主栽品种中较耐盐品种K326;进一步测定两品种幼苗期及苗期的根长增长量、抗氧化酶活性、离子浓度、激素含量与相关基因表达量等生理生化指标，结合不同时期盐胁迫表型与根系扫描结果，揭示了Basma对盐胁迫具有耐受性的分子基础。主要研究结果如下: (1)采用课题组前期筛选的烟草幼苗生长半致死盐胁迫浓度150mmolNaCl溶液作为胁迫处理。在14d的培育结束后，胁迫处理与对照相比显著降低了各品种的萌发率并抑制了根长，其根长增长量与种子的活力指数等指标均大幅度下降。通过隶属函数法与聚类分析，将34份烟草品种划分为4个耐盐等级，高耐盐品种1个、较耐盐品种5个、较敏感品种10个、高敏感品种18个;本试验所选取的34份烟草种质中，大多数烟草品种在萌发期阶段对盐胁迫敏感。将筛选得到高耐盐性烟草品种Bamsa与主栽品种K326作为后续试验的材料。 (2)选择Basma与K326两个不同耐盐性的品种，在MS培养基上点播培育7d后将烟草幼苗转移到盐胁迫浓度为150mmolNaCl的MS培养基上胁迫处理培养5d。培养结束后发现Basma在盐胁迫培养条件下根长增长量显著高于K326，活性氧积累水平低于K326，而抗氧化酶合成途径关键基因表达量均显著高于K326，推测Basma品种的高耐盐性是通过快速清除体内H2O2和O2-等活性氧成分实现的。 (3)将苗龄30d的Basma与K326用150mmolNaCl的霍格兰溶液进行盐胁迫处理，分别在处理0h、6h、12h、24h、48h和72h对其相对含水率、叶绿素含量、活性氧积累水平以及抗氧化酶活性等相关指标进行测定与统计。结果表明，两个品种的相对含水率、叶绿素含量与根系的生长情况随着盐胁迫时间的增长而出现显著下降;但在盐胁迫处理后期Basma品种的各项形态指标与渗透物质含量均显著高于K326。在盐胁迫培养过程中，Basma的活性氧清除水平显著高于K326，且在盐胁迫后期Basma的抗氧化酶活性均显著高于K326，盐胁迫培养72h时Basma的CAT、POD和SOD活性分别为K326的4.79、1.40和1.55倍。 (4)通过测定两个品种在盐胁迫处理72h植株的Na、K、Mg含量、激素含量以及相关功能基因表达量发现，Basma的根系中SOS1上调表达，同时Na的含量显著降低，K/Na值升高;另一方面，高耐盐品种Basma还通过过量表达IAA合成途径关键基因YUCCA6与生长素极性运输基因PIN4使植株内IAA含量激增，从而缓解盐胁迫对其生长的抑制。本研究对34份不同品种烟草种质进行耐盐性鉴定，通过主成分分析与聚类分析的方法将其划分为4个不同的耐盐等级，选择具有高耐盐性的Basma作为为进一步研究的实验材料，与主栽品种K326相比通过对比其表型和生理指标的变化并结合相关基因表达量，分析并初步得到耐盐品种抵御盐胁迫伤害的生理响应机制，为烟草的耐盐性育种工作提供理论基础。收起

关键词 : 烟草耐盐性评苗期耐盐胁迫生理机制

5. 芦苇PhragmitescommunisTrin.耐盐变异体的生物学鉴定和快速繁殖以及在海水生态养殖中的应用示范

[学位论文] 许祥明中国科学院植物研究所 2000年博士导师: 叶和春李国凤共117页

摘要 : 该文以芦苇野生亲本和耐变异体为材料,比较了两者在形态、生理生化以及分子生物学特性上的差异,对耐盐变异体抗盐能力提高的机理作为初步的探讨.为了适应推广芦苇耐盐变异体的需要,进行了耐盐变异体快速繁殖的研究,建立了两种诱导丛生芽的技术系统.对... 展开

关键词 : 芦苇耐盐变异体耐盐机制快繁生态养殖

6. 海水处理下油葵耐盐机制及其土壤盐分运移规律研究

[学位论文] 唐奇志南京农业大学 2004年硕士导师: 刘兆普共61页

摘要 : 该文在实验温室利用淡水、20%海水、40%海水处理(水培)油葵(helianthus annuus l.)和食葵5号,研究其对向日葵幼苗叶片生长速率、活性氧代谢、保护性酶活性、光合作用等与油葵耐盐性有关的多项指标;在山东莱州实验小区于2002年和2003年利用淡水、20%海... 展开

关键词 : 海水油葵耐盐机制盐分运移

7. 小盐芥（Thellungiella halophila）耐盐基因ThST3的克隆及功能研究

[学位论文] 李刚中国科学院遗传与发育生物学研究所 2008年博士导师: 谢旗;李振声共101页

摘要 : 盐胁迫是自然界中主要的非生物胁迫之一，它极大的威胁着世界各国的农业生产。小盐芥(Thellugiella halophila)是拟南芥(Arabidopsis thaliana)的一个近缘属，属盐生植物，极端耐盐；另外，小盐芥的许多形态学特征及遗传学特征和模式植物拟南芥非常相... 展开盐胁迫是自然界中主要的非生物胁迫之一，它极大的威胁着世界各国的农业生产。小盐芥(Thellugiella halophila)是拟南芥(Arabidopsis thaliana)的一个近缘属，属盐生植物，极端耐盐；另外，小盐芥的许多形态学特征及遗传学特征和模式植物拟南芥非常相似。因此，挖掘小盐芥中的耐盐基因成为人们研究植物耐盐机制的一个焦点。本研究利用正向遗传学的方法，通过在拟南芥中功能性表达小盐芥cDNA文库，筛选出两个小盐芥耐盐基因((T)hellugiella(h)alophila(S)alt(T)olerance，ThST3和ThST305)；之后又进一步利用反向遗传学方法，以ThST3的过表达转基因拟南芥为材料展开了ThST3耐盐机理的相关研究。对ThST3过表达转基因拟南芥的耐盐性鉴定结果表明，在不同的幼苗发育时期包括种子萌发期及萌发后幼苗生长期，ThST3的过表达转基因株系都比对照耐盐。说明ThST3在转基因拟南芥中具有耐盐功能。另外，干旱处理实验和叶片失水实验表明，ThST3的过量表达株系比拟南芥野生型更耐旱。用多种逆境及逆境相关激素处理野生型小盐芥幼苗，经Northern Blot检测发现，ThST3的表达受NaC1、干旱、冷和热逆境及逆境相关激素ABA、JA、ACC和SA的不同程度的快速诱导，说明ThST3可能参与小盐芥对这些胁迫的早期应答反应。对pThST3∷GUS及pThST3∷ThST3-GUS的转基因拟南芥进行组织化学染色，结果显示ThST3在拟南芥中的表达模式具有一定的组织特异性：在拟南芥的根、茎、叶、花及荚的维管束中优势表达；在叶幼嫩组织、气孔及侧根中中强烈表达，但在主根中不表达。当有盐胁迫存在时，ThST3的组织表达模式有表现出新的特点。如NaC1和ABA会诱导ThST3在主根中表达，而且表达强度随时间延长而增强，暗示ThST3的组织特异性可能受到盐胁迫和ABA的调节。在ThST3的过表达转基因拟南芥中，分别在有无盐处理的条件下，对拟南芥中一些胁迫相关的Marker基因的表达进行了分析。在有盐和无盐条件下，RD22、ERD10、COR47、RAB18、RD29A、P5CS1、SOS1、SOS2及SOS3等胁迫相关的marker基因的表达模式与对照相比，都没有明显差异。结果表明ThST3的耐盐功能可能由一种新的调控机制所决定。以35S启动子及ThST3内源启动子驱动的ThST3-GFP的转基因拟南芥为材料，对ThST3的亚细胞定位研究表明：融合蛋白ThST3-GFP主要分布于细胞核、细胞质和细胞膜；而在盐胁迫存在条件下，由ThST3内源启动子驱动的ThST3-GFP主要分布于细胞膜上，其在细胞核内的信号消失。这说明ThST3的亚细胞定位受盐胁迫调节。嫁接实验表明，ThST3的mRNA和蛋白都可以在拟南芥体内进行长距离移动，并且这种移动可以使嫁接嵌合体的野生型部分获得耐盐性。蛋白序列分析发现，ThST3与拟南芥一个C2 domain-containing protein高度同源，氨基酸序列同一性(identities)达89％，但此基因功能未知。通过对ThST3及其在其它物种中的同源蛋白进行聚类分析发现，ThST3在N端含有一个保守的可与Ca2+及膜脂重要成分结合的C2结构域。以ThST3的过量表达株系和野生型拟南芥为材料，在进行盐胁迫处理的同时，补充不同浓度的Ca2+，结果发现：随Ca2+浓度升高，野生型拟南芥和ThST3的过量表达株系的耐盐性都随之增加，但ThST3的过量表达株系耐盐性增加的幅度明显大于野生型拟南芥；而在不加Ca2+的处理中，野生型拟南芥和ThST3的过量表达株系都表现为同样程度的盐敏感。这些结果表明ThST3的耐盐功能受Ca2+调节，可能是由一种新的Ca2+依赖性调控机制所决定。收起

关键词 : 小盐芥耐盐基因 ThST3基因拟南芥基因克隆耐盐机制

8. 增强作物耐盐胁迫能力的根际促生菌筛选、应用与作用机制初步探究

[学位论文] 宣明刚南京农业大学 2020年硕士导师: 张瑞福共94页

摘要 : 我国大面积的可耕地和灌溉地受到盐碱的侵害，农作物在过量盐分条件下生长，会严重影响其产量和品质，甚至在盐害过重的区域还会导致作物绝收，土壤盐害已经是影响我国农业可持续发展的重要因素之一，因此改善盐胁迫对作物的危害已刻不容缓。部分植物... 展开我国大面积的可耕地和灌溉地受到盐碱的侵害，农作物在过量盐分条件下生长，会严重影响其产量和品质，甚至在盐害过重的区域还会导致作物绝收，土壤盐害已经是影响我国农业可持续发展的重要因素之一，因此改善盐胁迫对作物的危害已刻不容缓。部分植物根际促生菌(PGPR)能够有效的促进盐胁迫条件下植物的生长，其中芽孢杆菌属占了目前发现的能增强植物耐盐胁迫的微生物中的很大一部分。在此背景下，本文从根际土壤中筛选能够增强作物耐盐胁迫能力的芽孢杆菌，初步探究芽孢杆菌增强植物耐盐的机制，最终通过田间试验验证微生物有机肥的效果。主要研究结果如下: 1、以玉米为供试植物，确定其盐胁迫发芽临界盐浓度为60mM。在此浓度下通过玉米盐胁迫发芽试验，从我国24个地区农作物植株根际土样品中分离的369株芽孢杆菌中初步筛选出14株能够在盐胁迫条件下增强玉米发芽能力的芽孢杆菌，分别为NB-19、SZ-12、ZK-9、RZ-30、LN-13、DY-15、DY-16、DY-18、LC-11、LC-12、LC-30、NJ-26、KF-3、KF-17。再经过复筛验证得出3株芽孢杆菌DY-16、DY-18、LC-11在发芽势、发芽率、芽长、根长、次根数、芽鲜重、根鲜重、芽干重和根干重等发芽指标上与对照处理相比均显著增加，其中DY-16处理效果最好，与对照组(S)相比分别增加了95.83％、95.83％、27.99％、305.65％、74.14％、47.91％、413.75％、56.31％、400.00％。通过16SrDNA系统鉴定结果显示菌株DY-16、DY-18和LC-11皆为芽孢杆菌属(Bacillus)，分别为简单芽孢杆菌(Bacillussimplex)、水产芽孢杆菌(Bacillusaquimaris)以及嗜气芽孢杆菌(Bacillusaerophilus)。 2、在临界盐浓度为100mM的玉米水培试验中，单独接SQR9、DY-16、DY-18和LC-11的4个处理在玉米植株的株高、茎粗、次根数、根长、鲜重和干重等生长指标上与不接菌对照组相比都有显著提高，其中DY-16和SQR9效果最明显。在株高、茎粗、次根数、根长、鲜重和干重等方面，DY-16处理对照组(S)相比分别增加了35.21％、96.69％、55.44％、100.00％、253.13％、144.59％，SQR9处理与对照组(S)相比分别增加了48.32％、97.33％、42.18％、100.00％、284.41％、157.21％。 3、在盐浓度为100mM的水培条件下，外源添加1.5mM甘氨酸甜菜碱能够促进玉米的生长。以SQR9为芽孢杆菌中的研究对象，初步探究SQR9增强玉米耐盐的机制。敲除贝莱斯芽孢杆菌SQR9内与甜菜碱合成的相关基因gbsA、gbsB之后，其生长速率不受影响，ΔgbsAB突变体不再产生甜菜碱。比较ΔgbsAB突变体与SQR9野生型在盐胁迫下对玉米种子发芽的影响试验发现，接种SQR9野生型的玉米与不接菌对照处理相比，在发芽势、发芽率、芽长、根长、次根数、芽鲜重、根鲜重、芽干重、根干重等方面均显著提高，分别提高了22.86％、21.05％、23.21％、141.53％、65.52％、36.04％、203.75％、39.25％、222.64％。而接种ΔgbsAB突变体的玉米与不接菌对照处理相比，以上各个指标均没有显著提高。比较SQR9野生型与ΔgbsAB突变体在盐胁迫下对玉米植株生长的影响试验发现，SQR9处理与ΔgbsAB处理相比，在株高、茎粗、根长、次根数、鲜重和干重等方面都有显著的提高，分别增高了31.44％、39.19％、26.16％、43.59％、112.50％、61.76％。因此，贝莱斯芽孢杆菌SQR9产生甘氨酸甜菜碱途径是提高盐胁迫下玉米生长的途径之一。 4、通过大田试验比较T1-8、T4-9、贵州木霉NJAU4742、SQR9等4种生物有机肥与施用普通有机肥相比，在盐分3％的地块、盐分4％的地块和盐分5‰的地块，4种微生物有机肥均能显著增加盐碱地上小麦的产量，其中T1-8生物有机肥效果最好，在三个不同地块分别提高了19.52％、123.90％和112.80％。并且在小麦的株高、茎粗、穗长、穗粒数、有效分蘖数、千粒重和干物质重等小麦产量构成指标中，T1-8微生物有机肥效果最好。综上所述，本研究分离出3株能提高作物耐盐生长的芽孢杆菌，并以芽孢杆菌SQR9为研究对象，初步探究其提高玉米耐盐生长的机制，为后续进一步探究芽孢杆菌提高作物耐盐生长提供了基础。收起

关键词 : 农作物耐盐胁迫根际促生菌芽孢杆菌耐盐机制

9. 米曲霉耐盐蛋白酶的分离、纯化及其耐盐机制初步研究

[学位论文] 殷怡云江苏大学 2019年硕士导师: 高献礼共78页

摘要 : 米曲霉蛋白酶的耐盐性与酱油蛋白质利用率和氨基酸含量密切相关，目前对米曲霉3.042(Aspergillus oryzae3.042)蛋白酶的耐盐性及其耐盐机理研究较少且不够深入。因此，选育高产蛋白酶米曲霉并研究其所产蛋白酶的耐盐机制具有重要意义。本文以米曲霉3.... 展开米曲霉蛋白酶的耐盐性与酱油蛋白质利用率和氨基酸含量密切相关，目前对米曲霉3.042(Aspergillus oryzae3.042)蛋白酶的耐盐性及其耐盐机理研究较少且不够深入。因此，选育高产蛋白酶米曲霉并研究其所产蛋白酶的耐盐机制具有重要意义。本文以米曲霉3.042(Aspergillus oryzae3.042)为原始菌株，利用常压室温等离子体诱变(ARTP)技术得到一株高产蛋白酶诱变菌株，从诱变菌株中分离、纯化和鉴定出两种耐盐蛋白酶—天冬氨酰氨肽酶(AAP)与碱性蛋白酶(AP)，并在分子水平上初步阐明了两种蛋白酶的耐盐机制。 (1)利用ARTP技术选育出一株高产蛋白酶米曲霉诱变菌株H8。采用ARTP诱变技术选育到一株高产蛋白酶、遗传稳定(传代15次)、孢子颜色发生变化的诱变菌株H8，其中性蛋白酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和天冬氨酰氨肽酶酶活比原始菌株分别提高了31.82%、19.36%、20.76%和24.77%。诱变菌株H8生物量比原始菌株提高2.9%。应用RT-qPCR方法进一步证实，高产蛋白酶菌株H8中AAP和AP基因转录水平分别高于原始菌株米曲霉27%和30%，说明AAP基因与AP基因转录水平提高是引起种曲发酵酶活提高的因素之一。ARTP处理可能加强了米曲霉AAP和AP基因的转录表达，进而提高了两种酶的酶活。 (2)从诱变菌株H8中分离纯化出耐盐天冬氨酰氨肽酶(AAP)并阐明了其初步耐盐分子机制。利用磷酸盐缓冲液提取、现代色谱和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)等技术从诱变菌株H8中分离纯化和鉴定出耐盐蛋白酶—AAP。结合理化特性分析可知该酶分子量约57kDa含有Zn2+，其最佳和最稳定的pH值和温度分别为7和50℃。蛋白质同源建模、分子动力学模拟、二级结构、酸性残基和内部残基疏水性分析表明，与对照蛋白酶相比，该酶在高盐环境下有序二级结构含量较高、水合表面酸性残基与特定碱性残基之间形成的盐桥较多、内部残基疏水性较强，这是该酶可能的耐盐机制。 (3)从诱变菌株H8中分离纯化出耐盐碱性蛋白酶(AP)并阐明了其初步耐盐分子机制。利用磷酸盐缓冲液提取、现代色谱和MALDI-TOF-MS等技术从诱变菌株H8中分离纯化和鉴定出耐盐蛋白酶—AP。结合理化特性分析可知，该酶分子量约29kDa、是一种不依赖金属离子的丝氨酸蛋白酶，其最佳和最稳定的pH值和温度分别为9和40℃。蛋白质同源建模、分子动力学模拟及蛋白质二级结构、酸性残基和内部残基疏水性分析表明，与对照相比，该酶在高盐环境下有序二级结构含量较高、水合表面酸性残基与特定碱性残基之间形成的盐桥较多、内部残基疏水性较强，这是该酶可能的耐盐机制。本研究结果将对酱油发酵工艺优化和调控及新菌种选育提供方法参考和依据。收起

关键词 : 米曲霉耐盐蛋白酶酶学性质分离纯化耐盐机制

10. 碱蓬根相关微生物对盐胁迫下玉米生长和抗性的影响及其作用机制研究

[学位论文] 王永东山东农业大学 2023年硕士导师: 高峥共73页

摘要 : 土壤盐渍化对全球农业和生态构成持续威胁，并且这一现象被预测会随气候变化进一步加剧。高盐土壤环境通过渗透胁迫、离子胁迫等对植物造成损伤，严重限制作物生长、降低粮食产量和品质。植物根际和体内携带的功能多样的微生物组被称为植物的“第二基... 展开土壤盐渍化对全球农业和生态构成持续威胁，并且这一现象被预测会随气候变化进一步加剧。高盐土壤环境通过渗透胁迫、离子胁迫等对植物造成损伤，严重限制作物生长、降低粮食产量和品质。植物根际和体内携带的功能多样的微生物组被称为植物的“第二基因组”，参与植物的生长发育和免疫响应，成为缓解植物胁迫的重要“帮手”。盐生植物的内生和根际微生物被认为可以帮助宿主适应高盐环境，但有关盐生植物根相关微生物对异源作物耐盐性影响的研究较少，并且接种后的作用机制目前尚不明晰。本研究从盐生植物碱蓬（Suaeda salsa）的根和根际土中分离了 91株耐盐微生物，优选鉴定出一株细菌 Providencia vermicola BR68 和一株真菌 Sarocladium kiliense FS18。将玉米幼苗在盐胁迫下与优选菌株相互作用，设置了以下五个处理:对照;NaCl处理（盐胁迫不接菌）;BR68处理（盐胁迫+BR68）;FS18处理（盐胁迫+FS18）;MIX处理（盐胁迫+BR68+FS18）,以评估盐胁迫下接种菌株对玉米幼苗和土壤理化特性的影响，并通过扩增子测序和生信分析技术解析玉米根际微生物群落的响应以及与接种菌株、土壤理化和玉米生理生长之间的关系，揭示接种菌株提高玉米耐盐性的作用机制。主要结果如下: （1）细菌BR68和真菌FS18均可改善盐胁迫下玉米幼苗的生长状况。单独接种FS18对盐胁迫下玉米幼苗生物量的提升最显著，根长和株高较NaCl处理分别增加了24.2％和27.6％,并且接种菌株后玉米幼苗的根系更加发达。此外，BR68、FS18和MIX处理玉米的净光合速率相比于NaCl处理也分别提高了 6.9％、13.6％和6.3％,干重也均显著增加，表明盐胁迫下玉米幼苗的有机物积累得到了改善。（2）接种两株菌不同程度的缓解盐胁迫下玉米幼苗受到的损伤。接种菌株显著提高了玉米幼苗的抗氧化酶活性，相比于NaCl处理，BR68处理中玉米幼苗的SOD活性提高了 11％,FS18处理的APX活性提高了 33.2％,并且BR68、FS18和MIX三个处理的过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性均显著提高（P＜0.05）,活性氧（ROS）均显著降低（P＜0.05）,表明接种菌株对抗氧化酶活性的提升可以帮助玉米幼苗清除叶片内的活性氧。此外，BR68和FS18处理玉米幼苗的游离脯氨酸含量相比于NaCl处理分别降低了 65.13％和71.32％,MDA的积累也有所降低，而根系活力显著提高（P＜0.05）。（3）接种菌株显著提高土壤的酶活性并且部分影响玉米根际微生物群落。BR68处理土壤的过氧化氢酶、蔗糖酶和FDA水解酶活性与NaCl处理相比分别提高了 41.9％、22.0％和12.8％;FS18处理土壤的蔗糖酶比对照提高了 34.9％,酸性磷酸酶和脱氢酶的活性也显著提高（P＜0.05）。此外，接种菌株BR68和FS18对细菌群落结构没有显著影响，而单独接种菌株FS18则显著改变了真菌群落结构（P＜0.05）。BR68和MIX处理变形菌门和子囊菌门的相对丰度升高，而FS18处理中疣微菌门和壶菌门的相对丰度升高。（4）接种耐盐微生物与特定属的丰度显著相关。Oligoflexus属在FS18和MIX处理中被显著富集，与菌株FS18呈显著正相关，并且无论与玉米生理还是土壤理化指标和菌株FS18呈现的相关性趋势几乎完全相同，该属可能作为潜在有益属与接种菌株共同改善玉米耐盐性。Reyranella和Gemmata属的丰度在BR68处理中显著下调并且与菌株BR68显著负相关，这两个属的丰度与抗氧化酶活性呈显著负相关，但与活性氧和丙二醛含量显著正相关。（5）两株耐盐微生物改善盐胁迫下玉米生长的机制不同。接种菌株BR68通过直接影响特异生物标记物（BR Specific biomarkers）间接影响细菌群落，细菌群落直接贡献于土壤理化特性，进而影响植物生理特性，最后改善玉米生长。而接种菌株FS18则直接通过影响土壤理化特性，进而影响玉米生理特性，玉米生理和土壤理化特性共同影响玉米生长。综上所述，从盐生植物（碱蓬）根和根际土中分离优选的耐盐微生物能够有效协助玉米抵御盐胁迫，耐盐细菌BR68和真菌FS18分别通过直接或间接的作用影响土壤理化特性和/或根际微生物群落影响植物生理特性，进而减轻盐胁迫对玉米的损伤、改善盐胁迫下玉米的生长和抗性。本研究综合解析了接种菌株提高玉米耐盐能力的机制，建立的耐盐微生物、土壤和植物之间的联系可以为改善盐碱地作物种植策略提供新的思路和信息。收起

关键词 : 玉米盐胁迫耐盐微生物幼苗生长耐盐机制