盐碱胁迫对燕麦蛋白组及根系离子流影响机制

Soil salinization is a worldwide problem facing humanity, Inner Mongolia saline soil area accounts for 23.8% of cultivated area, soil salinization problem is especially. Oat is an important grain and forage crop of Inner Mongolia. Meanwhile, oats has an ability of salt tolerant characteristic, and it is expected to become an important crop which improves and utilizes saline alkali soil. In last fund project, research group reveals oat resistance from oat roots, stems, leaves for osmotic adjustment, ion regionalization, salinity substances produced and accumulated in response to physiological differences salt, alkali physiological mechanisms. The project intends to study on the basis of the past, the use of two-dimensional electrophoresis, Maldi-tof mass spectrometry technology to salt, alkali responsive protein separation and purification, characterization, to reveal the biological pathways involved in saline-alkali process protein; Using non-invasive scanning ion selective Electrode Technology Research alkaline stress on stream within the root of inorganic ions influence and efflux rates generated investigate plants under salinity stress causes ion toxicity. Through these studies, to reveal the oat protein from oat salt group and root ion current research objectives alkali physiological mechanisms that oats salt, alkali breeding and improvement Saline provide a theoretical basis.

土壤盐碱化是人类面临的世界性问题，内蒙古盐碱土面积占耕地面积的23.8%，土壤盐碱化问题尤为突出。燕麦是内蒙古优势特色粮饲兼用作物，具有较强的耐盐碱特性，有望成为改良盐碱地的重要作物。课题组通过以前项目研究，明确了燕麦具有耐盐、碱特性，并从燕麦根、茎、叶对渗透调节物质、离子区域化、产生和积累耐盐碱物质等生理响应差异上揭示了燕麦耐盐、碱生理机制。本项目拟在以前研究基础上，利用双向电泳、Maldi-tof质谱技术对盐、碱响应蛋白进行分离纯化、定性，以揭示蛋白质参与抗盐碱过程的生物学路径；运用非损伤性扫描离子选择电极技术研究盐碱胁迫对根系无机离子内流和外排速率产生的影响，探讨盐碱胁迫下植物体产生离子毒性的原因。通过上述研究，达到从燕麦蛋白组及根系离子流上揭示燕麦耐盐、碱生理机制的研究目标，以为燕麦耐盐、碱育种与改良盐碱地提供理论依据。

土壤盐碱化是人类面临的世界性问题，盐碱地及次生盐碱地面积的不断增加，严重威胁着世界各国粮食安全和生态环境。其中，内蒙古自治区盐碱土面积约占耕地面积的23.8%，这给农牧业经济造成巨大损失。燕麦具有优良的耐盐碱特性，是改良和利用盐碱地的重要作物，但有关燕麦耐盐碱的生理机制研究尚不够深入。目前蛋白组学技术已经成为作物耐盐性研究的重要工具，是深入探讨作物盐碱抗性，揭示相关抗盐基因功能和表达形式的一种重要方法。开展盐、碱胁迫对燕麦蛋白组及根系离子流影响机制研究具有重要意义。. 本项目通过对不同抗性品种燕麦开展盐、碱胁迫试验，运用TMT和label free 蛋白组学技术对关键时期的叶片和根组织进行响应盐、碱的蛋白质组学分析。研究不同盐、碱胁迫下差异表达蛋白，比较中性复盐、碱性复盐对燕麦不同的胁迫作用。运用非损伤性扫描离子选择电极技术对燕麦根部无机离子Na+、K+、等进行测定；在盐碱胁迫以及外施多胺处理下，研究盐、碱胁迫及外施多胺对燕麦根系离子流的影响。. 通过中性复盐和碱性盐对比实验发现，碱性盐对燕麦胁迫作用更大，除了Na+ 富集产生的毒害，缓冲液式的高pH是碱胁迫的重要胁迫因素。燕麦稳定、高效的捕光系统及多种碳固定模式，高效的氮素吸收、同化系统，多样化的氧自由基清除系统，相对稳定的蛋白合成、加工系统，这些将有助于燕麦耐盐碱。而盐碱胁迫下燕麦多种抗逆蛋白及次生代谢响应均参与盐碱胁迫。燕麦耐盐性可通过较强的Na+外排和K+保持能力，以及离子在植株各器官的合理分配来适应盐胁迫环境，外施亚精胺对燕麦幼苗生长有积极影响。. 本项目的完成，从蛋白分子的角度再次明确了稳定、高效的氮素吸收、转运、代谢及高效的光合作用过程等对于燕麦耐盐碱的重要性。这为今后进一步开展深入的研究明确了新的方向。同时，在耐盐碱燕麦品种筛选过程中，这些过程中的关键蛋白或酶类将可作为耐盐碱筛选的关键指标。另外，也明确了中性盐与碱性盐胁迫的关键差异所在，也明确了二者对燕麦胁迫机制上的一些问题，这对今后不同抗性燕麦品种研究就筛选也将大有帮助。