狗牙根适应盐胁迫的根/冠异速生长特性及机理研究

盐胁迫是影响植物根/冠形态建成的主要环境因子之一。狗牙根是世界广泛种植的暖季草坪草之一，在盐胁迫下具有明显的根/冠异速生长特性，但其形成机理仍不清楚。本项目以具有不同根/冠异速生长特性的狗牙根为材料，在温室可控条件下进行不同盐浓度处理，研究：①不同耐盐性狗牙根根/冠异速生长特性及其生理生化差异，评价其根/冠异速生长与盐适应性的关系；②不同根/冠异速生长特性的狗牙根源库活力及碳分配的变化，揭示源/库活力和碳分配与狗牙根根/冠异速生长的关系；③不同根/冠异速生长特性的狗牙根内源激素的变化，明确内源激素与根/冠异速生长的关系及其影响异速生长的主要激素；④外源激素调控下的源/库活力变化及光合碳分配对狗牙根根冠/异速生长的影响；以期阐明狗牙根适应盐胁迫的根/冠异速生长机理，为探讨植物的耐盐性评价、耐盐机理以及植物在盐碱地的栽培管理提供理论依据和实践指导。

盐胁迫是影响植物根-冠形态建成的主要环境因子之一。狗牙根是世界广泛种植的暖季草坪草之一，在盐胁迫下具有明显的根-冠异速生长特性，但其形成机理仍不清楚。. 本研究通过对来源不同土壤含盐量的30份狗牙根种质进行了耐盐筛选评价和SSR分子标记分析，明确了不同土壤含盐量来源地狗牙根种质的遗传关系和耐盐性；以具有不同根-冠异速生长特性的狗牙根C43和C198为试验材料，在温室可控条件下研究了不同耐盐性狗牙根根-冠异速生长特性及其生理生化差异，初步明确了根-冠异速生长的生理及分子机制。主要结果下如：①来源于土壤含盐量相同或相近的种质其遗传关系较近，来源于土壤含盐量相对较高的狗牙根种质耐盐性好；②通过非线性异速生长方程log Y= a + k log x分析发现，耐盐基因型的根系与冠高呈反向异速生长关系，植株具有较好的抗氧化防御体系和膜稳定性，对盐胁迫有较好的适应性，而盐敏感基因型的根系与冠高呈正向异速生长关系，盐适应性差；③盐胁迫下狗牙根根-冠异速生长受内源激素的调控，主要为生长素IAA、细胞分裂素ZR和DHZR；④经稳定碳同位素测定分析表明在耐盐狗牙根基因型中，盐胁迫下光合碳分配到根系的比例最大而促进了根系的生长，但在盐敏感基因型中，光合碳分配到根系的比例最小而抑制了根系的生长，表明光合产物的分配对盐胁迫下狗牙根根-冠异速生长具有重要的调控作用；⑤通过GC-MS代谢组学测定分析表明，在盐胁迫下，狗牙根能维持一定的源强和活力，而库的容量由地上部的新叶转至地下的根系，表现为抑制了地上部的生长而促进了根系的生长，在代谢产物上表现为葡萄糖、果糖和蔗糖等可溶性糖和含氮氨基酸含量的增加；⑥通过转录组测序筛选到了多个转录因子、激素合成和信号转导、细胞壁结构与伸展性相关等一批可能调控盐胁迫下狗牙根‘根-冠’异速生长的基因；⑦建立了以狗牙根茎节为受体材料的再生体系，以pCAMIA3301为载体，通过农杆菌介导的方法探索了狗牙根的遗传转化体系，为获得狗牙根转基因植株奠定了良好的基础。. 通过本项目的实施，在国外SCI期刊发表学术论文7篇，申请专利3项，培养硕士研究生3名，协助举办国际学术会议一次。