不同盐碱胁迫环境下玉米根须基因之差异表示谱研究

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1、不同盐碱胁迫环境下玉米根须基因之差异表示谱研究第一章绪论1.1我国盐碱地概况盐碱土也叫盐渍土，指的是含有Na+，K+，Ca2+，Mg2+等阳离子及Cl-，SO42-，CO32-，HCO3-等阴离子的土壤。根据联合国教科文组织（UNESCO）和世界粮农组织（FAO）的统计数据表明，世界盐渍化土地约占陆地总面积的1/3，为9.5438亿公顷。而中国的盐渍化土地为99.13万公顷，约占我国可耕地面积的1/4左右[1]。我国的人均占有耕地面积远小于国际人均水平，就目前发展趋势来看，现存的耕地面积很可能无法满足未来的需

2、要。因此，了解植物的耐盐碱机制，培育耐盐碱植物品种，有效利用盐碱化土地对于我国来说至关重要且迫在眉睫，具有重大的现实意义。1.1.1我国盐碱地的分布与分类中国盐碱土分布于辽、吉、黑、冀、新、陕、鲁、豫、晋、甘、宁、青、苏、浙、皖、闽、粤、内蒙古及西藏等19个省区，共分为盐土、碱土以及盐化和碱化土壤三大类。盐碱土中的可溶性盐主要包括钠、钾、钙、镁等的硫酸盐、氯化物、碳酸盐和重碳酸盐。其中，硫酸盐和氯化物属于中性盐，碳酸盐和重碳酸盐属于碱性盐。就我国而言，盐碱土的形成很多都和碳酸盐在土壤中的累积有关。尤其是在我国

3、东北地区，其盐碱化问题尤为复杂，呈现土壤盐化和碱化共同发生的情况，二者往往相伴发生。因此在东北地区，盐碱混合胁迫为抑制植物生长的主要问题。1.1.2盐碱土的改良和利用1.1.2.1利用灌溉排水措施改良盐碱地在解放后，我国展开了大规模的盐渍土地的改良工作。改良的首要思想即为陈恩凤教授提出的以排水为基础，培肥为根本。这种洗盐的方式对碱土（或苏打碱土）尤其可行，在一些国家也已经实施。利用含有金属阳离子的高矿化度水冲洗，从而达到置换出土壤中钠离子的目的。美国在上个世纪七十年代就采用了宽带犁沟种植植物、沟灌淡水的方式。

4、据美国的田间工作试验显示，用河水和海水混合冲洗碱土，钠离子的含量由40%下降到2.3%。1.1.2.2利用覆盖物改良盐碱地降低土壤中水分的蒸发，从而避免盐分在地表析出，也是一种重要的改良盐碱地的方式。研究表明，如果在盐碱地上覆盖一些作物如秸秆等，可以阻隔水分和大气之间的交流，防止土壤中水分的蒸发，抑制了盐分在地表的积聚，并且防止阳光的直射，降低地表的温度[2,3]。王久志等曾在中度盐碱地上使用沥青乳剂覆盖盐碱地进行改良，结果表明覆盖物可抑制水分蒸发，显著降低土壤中含盐量，从而提高出苗率及产量[4]。此外，许慰

5、睽等人还应用了免耕覆盖法[5]来利用盐碱地。这种方法将现代土壤耕作制与覆盖措施结合起来，避免了原生植被形成的有机质层不致被破坏，再通过种植绿肥，将茎叶切下覆盖土壤，提高了土壤保水能力。如今改良盐碱地所用的覆盖物还有地膜[6]，水泥硬壳[7]等，它们能够减少土壤的无效蒸发，调节盐分在土壤体系中的分布，提高农作物出苗率，提高产量等。1.1.2.3利用改良剂改良盐碱地土壤改良剂又叫盐碱地改良剂，主要是通过对盐分的吸收来改造土壤结构，增加作物产量，同时保护周边环境。在很早之前，国内就曾经将磷石膏、糠醛渣等物质加到盐碱

6、土中提高作物产量。如今土壤改良剂逐步发展，其中纳米级微孔硅钙矿的物质能够高效的改良土壤。它具有纳米级微小孔径，内表面积很大，将吸收到的物质分成纳米级的结构单元，导致其各种性质发生变化。将这种纳米微孔硅材料和一些秸杆或废渣等以一定比例混合起来，既能组成有较高技术含量的土壤改良剂，又解决了废物、废渣的处理问题。第二章材料与方法2.1实验材料本实验所采用的植物材料为玉米自交系B73。玉米种子由吉林省农科院提供。将玉米种子在1/4MurashigeandSkoog（MS）培养液（pH值为5.8）中水培至三叶期后，在如

7、下4种胁迫溶液中胁迫5h：（1）100mMNaCl；（2）50mMNa2CO3（pH值为11.39）；（3）1.2810-4mMNaOH（pH值为11.39）；（4）MilliQH2O。每种胁迫条件下选择5株长势相似玉米的根部取材，用液氮速冻后存放于-80℃冰箱保存。2.1.2主要仪器PB-10型pH计（Sartorius，Germany）；Acculab2100.2电子天平（Sartorius，Germany）；BS124S分析天平（Sartorius，Germany）；ColorSquid小型磁力搅拌器（

8、IKA，Germany）；Qspin微型离心机（北京百晶生物技术有限公司）；Synergy超纯水系统（Millipore，USA）；2-16PK冷冻高速离心机（Sigma，Germany）；YDS-10A便携式液氮罐（成都金凤液氮容器有限公司）；NanoPhotometer微量核酸蛋白检测仪（Implen，Germany）；7500实时定量PCR仪（AppliedBiosystems，USA）。第三