新疆特色植物小拟南芥耐盐相关基因的挖掘和功能研究

土壤中高浓度的盐是造成全世界农作物大幅度减产的重要原因之一。新疆的耕地近1/3盐碱化，培育耐盐植物是新疆立足研究的重点之一。小拟南芥是新疆特殊的生态环境下广泛分布的植物，幼苗能耐受300 mM浓度的NaCl冲击，成株植物耐盐性更强，能在500 mM浓度的NaCl胁迫下收获种子。小拟南芥属拟南芥属，cDNA和基因组序列和拟南芥有很高的相似性，具有相似的基因转化方法。本研究拟进行在拟南芥中表达小拟南芥经高盐胁迫处理的cDNA,将小拟南芥的耐盐基因在拟南芥中过量表达，赋予拟南芥一定的功能，利用拟南芥挖掘耐盐基因，进行耐盐基因功能研究；尝试进行小拟南芥和四倍体拟南芥之间的远缘杂交，构建拟南芥背景的渗入系或替换系，为克隆新的耐盐基因奠定基础。本研究丰富对耐盐分子机制的认知，为农作物耐盐性状的改良提供候选基因。

土壤中高浓度的盐是造成全世界农作物大幅度减产的重要原因之一。植物的耐盐生物学，有许多重要科学问题亟待探索。新疆的耕地近1/3盐碱化，培育耐盐植物是新疆立足研究的重点之一。新疆由于独特的自然物候条件，生长着众多的耐逆植物，蕴藏着丰富的耐逆基因资源。目前存在的主要问题是对逆境生物资源的开发和利用严重不足，基础研究滞后，特别是享有知识产权的基因很少。. 小拟南芥属无苞芥属（现在的接受名为无苞芥Olimarabidopsis pumila），新疆特殊的生态环境下广泛分布的植物，能耐受高浓度的NaCl。和模式植物拟南芥亲缘关系较近，二者的cDNA和基因组序列的相似性很高。这为我们利用现有的植物分子生物学技术，开展小拟南芥耐盐生物学研究提供了很好借鉴思路。.本项目从以下几个方面进行了探索：1）小拟南芥耐盐生物学；2）小拟南芥的遗传转化；3）小拟南芥和拟南芥的杂交；4）高盐胁迫cDNA文库构建与分析；5）目的文库的构建及在拟南芥中的表达与转化体库的创制；6）耐盐相关基因的鉴定和功能初步分析。. 研究发现：1）小拟南芥在高盐胁迫下表现出明显的耐盐能力；2）小拟南芥可以采用类似拟南芥的花滴法转化，但效率要低很多，并且幼苗具有一定的卡那霉素抗性；3）小拟南芥和拟南芥的杂交属远缘杂交，杂交不育性明显；4）构建了小拟南芥幼苗经500 mM NaCl胁迫诱导表达的均一化cDNA文库，并进行文库的随机克隆测序，获得的高质量的894条ESTs，736条Unigenes；5）将入门cDNA文库重组到目的文库中，并在拟南芥中进行大量的遗传转化，构建了拟南芥转化体库；6）克隆了小拟南芥液泡膜V-H+-PPase基因OpVP和Na+/H+逆向转运蛋白基因OpNHX，进行基因的表达与功能初步分析。. 挖掘新疆干旱区耐盐碱植物中耐盐碱相关基因，揭示在极端高盐碱环境下生态适应机制中的作用，有望解决长期以来困扰新疆农牧业发展的问题。丰富对耐盐分子机理的认知，为农作物耐盐性状的改良提供候选基因。开发本地植物的优异基因，由于具备良好的适应本地生态环境的能力，基因的进一步利用具有因地制宜的优势。同时利用本研究构建的cDNA文库，可以进行大规模随机克隆测序，构建ESTs数据库，可以更好的开展植物比较基因组学研究。