全 文 ：植物生理学通讯 第 44卷 第 6期，2008年 12月 1099
盐胁迫下西伯利亚蓼 6个时期混合叶 cDNA文库的构建和初步分析
刘关君 *, 刘明坤, 许志茹, 阎秀峰, 朱翔, 杨传平
东北林业大学林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室, 哈尔滨 150040
提要: 以 3% NaHCO3胁迫处理西伯利亚蓼 2 h、6 h、12 h、1 d、2 d和 3 d共 6个时期混合叶为材料, 提取总 RNA。根据
Stratagene公司 cDNA建库试剂盒构建了西伯利亚蓼混合叶 cDNA文库。原始文库滴度为 2.0×106 pfu·mL-1, 扩增后文库滴
度为4.5×109 pfu·mL-1, 重组率为95.9%, 插入片段大小在0.3~1.5 kb之间, 平均长度为0.45 kb左右。经测序获得2 575个EST
序列, 拼接出 1 977个假定独立转录本(TUTs), 其中文库中含有大量低丰度表达基因, 约占TUTs总数的 89.58%。BlastX分
析表明, 1 977个 TUTs中共有 720个 TUTs有明确功能注释, 其中参与胁迫过程中代谢、能量、光合作用和蛋白合成基因
表达量较高, 而涉及转录、信号转导、细胞防御和救援基因表达量较低。
关键词: 西伯利亚蓼; 混合叶; cDNA文库
Construction and Preliminary Analysis of Six Period Mixed Leaves cDNA Li-
brary of Polygonum sibiricum Laxm. under Salt Stress
LIU Guan-Jun*, LIU Ming-Kun, XU Zhi-Ru, YAN Xiu-Feng, ZHU Xiang, YANG Chuan-Ping
The Laboratory of Forest Genetics and Breeding and Biotechnology of Ministry of Education, Northeast Forestry University,
Harbin 150040, China
Abstract: Total RNA was extracted from Polygonum sibiricum mixed leaves collected at time points ranging
from 2 h to 3 d of 3% NaHCO3 treatment. We used Stratagene cDNA Synthesis Kit to construct a cDNA library
of P. sibiricum mixed leaves. The titer of primary cDNA library was 2.0×106 pfu·mL-1, the titer of amplified
library was 4.5×109 pfu·mL-1, the recombination percentage was about 95.9%, inserted fragment size ranged
from 0.3 to 1.5 kb, average inserted size was 0.45 kb. Sequencing analysis showed that 2 575 ESTs were
obtained from the cDNA library, in which we identified 1 977 tentative unique transcripts (TUTs). About 89.58%
genes identified from cDNA library were low abundant expression genes. The BlastX analysis showed 720
TUTs had function annotation in 1 977 TUTs. In the 720 TUTs, genes involved in the metabolism, energy,
photosynthesis and protein synthesis of stress processes were highly transcribed, genes involved in signal
transduction, cytophylaxis and deliverance were transcribed lowly.
Key words: Polygonum sibiricum; mixed leaves; cDNA library
收稿 2008-07-07 修定 2008-11-03
资助 黑龙江省科技攻关重点项目(GB06B303)。
* E-mail: liuguanjun2003@126.com; Tel: 0451-82190607
西伯利亚蓼为多年生草本植物, 主要分布于我
国东北、华北、西北等地区, 多生于盐碱荒地, 能
在盐碱地碱斑上生长, 具有很强的抗盐碱能力, 是
改良盐碱地及研究植物耐盐碱胁迫的优良材料。
陆静梅和李建东(1994)以扫描电镜观察西伯利亚蓼
解剖结构时发现, 其叶和茎部具有典型的耐盐碱结
构特征。杜军华等(2003)对青海湖湖滨滩地西伯
利亚蓼叶肉细胞超微结构研究发现, 其叶片叶绿体
类囊体膨大, 这与其所处的盐渍地有着密切联系。
吕艳芳等(2006)研究 3% NaHCO3胁迫下西伯利亚
蓼体内无机离子变化及刘关君等(2004)用 SDS-
PAGE研究 3% NaHCO3处理后西伯利亚蓼不同部
位蛋白表达差异分析, 均证明叶、茎和地下茎对于
盐碱胁迫反应存在多样性, 但有关西伯利亚蓼耐盐
碱的分子机制研究较少。
表达序列标签(expressed sequence tag, EST)是
指从不同组织来源的cDNA文库中随机挑选克隆进
行 5或 3端测序后得到的部分 cDNA序列, 长度一
般在 300~500 bp。EST已广泛用于构建遗传学图
谱、分离与鉴定新基因、基因差异表达和比较基
因组学等研究。EST应用研究植物基因对给定环
境胁迫后的表达模式也较多(Qutob等2000; Faccioli
等 2001), 目前已经通过 EST技术在盐胁迫下盐地
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碱蓬(Zhang等 2001)、盐芥(Wang等 2004)、白骨
壤(Mehta等 2005)和冰叶日中花(Kore-eda等 2004)
中成功发现胁迫相关基因及其表达模式。通过对
不同时间盐胁迫下耐盐植物基因表达、甘油合成
途径及多胺代谢等研究表明, 不同盐胁迫时间下细
胞存在不同的抗盐机制(Redkar等 1995; Das等
1995), 因此植物在盐胁迫下不同时期参与抗盐的基
因存在较大差异, 为了更多地获得参与抗盐胁迫相
关基因, 我们构建了 3% NaHCO3胁迫处理西伯利
亚蓼 2 h、6 h、12 h、1 d、2 d和 3 d共 6个时
期混合叶cDNA文库, 以研究盐胁迫下西伯利亚蓼
叶中耐盐相关基因的整体表达模式, 并为利用芯片
技术研究西伯利亚蓼叶部在不同胁迫时间下抗盐基
因表达模式建立资料基础。
材料与方法
西伯利亚蓼(Poygonum sibiricum Laxm.)取自
黑龙江省肇东市盐碱地。将西伯利亚蓼地下茎置
于腐殖质和细砂混合物(体积比3:1)中于温室培养,
苗高 10~15 cm时用做实验。分别取 3% NaHCO3
浇灌胁迫处理西伯利亚蓼叶 2 h、6 h、12 h、1 d、
2 d和 3 d的材料, 立即放入液氮中, 于-70 ℃下保
存备用。ZAP-cDNA® Synthesis Kit、Gigapack®
III Gold Cloning Ki t 购自 Stra tagene 公司;
PolyATtract® mRNA Isolation System IV 购自
Promega公司; T3和 T7引物及其他试剂由上海生
物工程公司和大连宝生物公司提供。
分别取等量胁迫处理西伯利亚蓼 2 h、6 h、
12 h、1 d、2 d和 3 d的叶片材料, 混合均匀, 提
取混合叶总RNA, 总RNA提取参考王玉成等(2003)
文中的方法。利用 Promega公司的 PolyATtract®
mRNA Isolation System磁珠法分离纯化mRNA, 用
1%琼脂糖凝胶电泳检测mRNA质量。取 5 µg西
伯利亚蓼混合叶mRNA用于cDNA文库的构建, 采
用 Stratagene公司 ZAP-cDNA® Gigapack III Gold
Cloning 试剂盒, 方法参照该公司的建库步骤进行。
原始文库滴度及重组率的检测参考吴海龙等
(2007)方法。将扩增后的文库作 1:105稀释后铺平
板, 测定扩增后文库的滴度。从中随机挑取 14个
噬菌斑作为模板, 以 T3和 T7为引物扩增插入片
段。PCR反应体系为: 2 µL的 10×PCR缓冲液、
1 µL的 T3引物(10 µmol·L-1)、1 µL的 T7引物(10
µmol·L-1)、2 µL的 dNTP (2.5 µmol·L-1)、0.5 µL
的 Taq酶、2 µL模板DNA, 加水至 20 µL。PCR
反应程序为: 95 ℃预变性 5 min; 95 ℃ 30 s, 56 ℃ 1
min, 72 ℃ 1 min, 30个循环; 72 ℃延伸 5 min。反
应产物用 1.2%琼脂糖凝胶电泳检测, 确定插入片
段的大小。
随机挑取阳性克隆使用MegaBACE 1000型自
动测序仪测序。经 Sequence Analyzer 3.0软件包
(使用的Base Caller版本为Cimarron 3.12)分析读序,
得到 DNA序列。测序结果在 GenBank (http://
www.ncbi.nlm.nih.gov/blast)进行同源性比对, 确定
为新序列后, 将序列通过 S e q u i n 软件提交给
GenBank的 EST数据库。
用NCBI的Blastcluster程序对EST序列(长度
大于或等于 100 bp)进行序列的初步聚类, 两条序
列至少有 10%的重叠区并且重叠区有95%以上的
相似性被鉴定为来自同一转录本。用 CAP3软件
对拼接结果进行组装, 由至少含 40 bp的匹配并且
重叠区有 95% 以上相似性的两条或两条以上的
ES T序列组成的拼接序列被鉴定为一条重叠区
(contig)序列, 不能包含在任何 contig中的独立EST
序列被认为是一条单拷贝 EST (singleton)序列,
contig和singleton均被鉴定为一条假定独立转录本
(tentative unique transcript, TUT)。将拼出的基因
用BlastX软件对GenBank Nr Database作序列相似性
比对, 并根据MIPs分类标准, 进行 EST功能分类。
实验结果
1 总RNA的提取和mRNA的分离纯化
提取混合叶总 RNA经紫外分光光度计检测,
OD260/OD280值为 1.93, 说明 RNA质量较高, 没有
DNA和蛋白的污染。经 1.1%的琼脂糖凝胶电泳
结果显示(图 1), 28S rRNA和 18S rRNA两条谱带
清晰, 二者亮度比接近 2:1, 无拖尾现象, 说明 RNA
完整性较好, 并且分离的mRNA经电泳检测为均匀
分散的弥散条带(图 2), 且绝大部分在 0.5~1 kb之
间, 符合建立 cDNA文库的要求。
2 原始文库滴度及重组率测定
原始文库的噬菌体经1:10和1:100的梯度稀释
后转染宿主菌(XL1-blue)涂平板, 分别命名为1号和
2号(每个设置 3个重复), 平板 1号和 2号的噬菌斑
数平均值分别为209个和19个, 噬菌体滴度≈2.0×106
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pfu·mL-1, 文库总容量约为2.0×106个独立克隆数。蓝
白斑筛选结果显示重组效率达 95.9%。
3 扩增后文库滴度测定和插入片段PCR的检测
将扩增后的文库按1:105稀释, 取1 µL铺板, 重
复 3次。3个平板分别形成 39、43和 52个噬菌
斑, 取平均值 45个, 其滴度为 45×105×103=4.5×109
pfu·mL-1 (表 1)。以随机选取的 14个阳性克隆为模
板, 扩增 cDNA插入片段, 根据电泳图中各个克隆
cDNA插入片段的大小, 除去 T3、T7和质粒片段
的长度, cDNA插入片段大多位于 0.3~1.5 kb之间,
平均长度为 0.45 kb左右(图 3)。
图 1 西伯利亚蓼混合叶总RNA的琼脂糖凝胶电泳图谱
Fig.1 Agarose gel electrophoretogram of total RNA
from P. sibiricum mixed leaves
图 2 西伯利亚蓼混合叶总mRNA的琼脂糖凝胶电泳图谱
Fig.2 Agarose gel electrophoretogram of total mRNA
from P. sibiricum mixed leaves
1: mRNA; M: DL1000分子量。
图 3 西伯利亚蓼 cDNA文库插入片段的 PCR检测
Fig.3 PCR of inserted size from P. sibiricum cDNA library
1~14: cDNA插入片段; M: DL1000分子量。
表 1 西伯利亚蓼混合叶 cDNA文库滴度的检测
Table 1 The detection of titer-testing in the cDNA-library
from P. sibiricum mixed leaves
平板编号　 稀释倍数 噬菌体个数 文库滴度 /pfu·mL-1
1 105 3 9 3.9×109
2 105 4 3 4.3×109
3 105 5 2 5.2×109
平均值 4 5 ≈ 4.5×109
4 EST的序列及功能分析
随机挑取 2 688个重组克隆测序, 经NCBI网
站的VecScreen程序去除载体, 获得了 2 575个有
效序列, 序列统计表明, EST序列最长为843 bp, 最
短为 103 bp, 平均长度为 404 bp。对 2 575条 EST
进行分析, 共拼接出 1 977个 TUTs, 其中包括 206
个 contig, 1 771个 singleton, 非冗余序列占全部序
列的 76.78%。通过NCBI Nr数据库, 利用 BlastX
对 1 977个 TUTs进行注释, 其中 720个 TUTs有明
确的功能注释, 占总 TUTs的 36.42%, 109个为未
知蛋白, 占总TUTs的 5.51%, 其余 1 238个则没有明
显同源性而被鉴定为新基因, 占总TUTs的 62.62%。
根据MIP分类标准对EST进行功能分类, 将720个
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TUTs分成代谢(metabolism)、能量(energy)、光
合作用( ph o t os yn t hes i s )、蛋白合成( p r o t e i n
synthesis)、转运组件(transport facilitation)、转录
(transcription)、信号转导(signal transduction)、细
胞救援与防御(cell rescue defence)及其他(others) 9
类。对 720个 TUTs进行 EST功能分类(图 4), 共
涉及404类基因, 其中代谢为198种, 占49.00%; 能
量为53种, 占13.12%; 光合作用为37种, 占9.16%;
蛋白质合成为 61种, 占 15.10%; 转运组件为 33种,
占 8.17%; 转录为 21种, 占 5.20%; 信号转导 19种,
占 4.70%; 细胞救援与防御 17种, 占 4.21%; 其他
为 76种, 占 18.81%。在已明确分类中, 代谢所涉
及的 EST最多, 其次为蛋白合成、能量、光合作
用、转运组件、转录、信号转导, 而细胞救援与
防御为最少。
cDNA文库中高丰度EST的统计结果表明(表
2), 文库中编码光合作用的相关contig共6个(contig
1、contig 8、contig 9、contig 10、contig 12和
图 4 西伯利亚蓼 720个 TUTs按功能分类
Fig.4 Distribution of functional categories of
720 TUTs in P. sibiricum
表 2 西伯利亚蓼混合叶中高丰度表达(拷贝数大于 7)的 EST
Table 2 Abundantly expressed (copy number >7) ESTs in P. sibiricum mixed leaves
名称 功能注释 EST数量 百分率 /% E-值
contig 1 核酮糖 1,5-二磷酸羧化酶小亚基前体(putative ribulose 1,5-biphosphate 161 56.29 6.00E-85
carboxylase small subunit precursor) (钝叶酸模, Rumex obtusifolius)
contig 3 丝氨酸 -乙醛酸转氨酶(putative serine-glyoxylate aminotransferase) 2 0 6.99 6.00E-25
(贝母, Fritillaria agrestis)
contig 13 乙醇酸氧化酶(glycolate oxidase) (番茄, Lycopersicon esculentum) 1 5 5.24 9.00E-29
contig 7 脱落酸和环境胁迫诱导蛋白(abscisic acid and environmental stress- 1 1 3.85 1.00E-12
inducible protein) (截形苜蓿, Medicago truncatula)
contig 8 Mg-原卟啉 IX甲酯环化酶(magnesium-protoporphyrin IX monomethyl 1 1 3.85 6.00E-49
ester oxidative cyclase, chloroplast precursor) (水稻, Oryza sativa)
contig 9 核酮糖二磷酸羧化酶 α亚基前体(Rubisco activase alpha form precursor) 1 0 3.50 2.00E-55
(发草, Deschampsia antarctica)
contig 10 类型 III叶绿体 a/b结合蛋白(type III chlorophyll a/b-binding protein) 1 0 3.50 7.00E-77
(番茄, Lycopersicon esculentum)
contig 11 水解酶(catalytic/hydrolase) (拟南芥, Arabidopsis thaliana) 1 0 3.50 5.00E-26
contig 12 叶绿体磷酸核酮糖激酶前体(phosphoribulokinase, chloroplast 1 0 3.50 7.00E-60
precursor) (小麦, Triticum aestivum)
contig 15 生长素抑制 12.5 kDa蛋白(auxin-repressed 12.5 kDa protein) (水稻, 7 2.45 4.00E-13
Oryza sativa)
contig 16 叶绿素 a/b结合蛋白(chlorophyll a/b binding protein) (菠菜, Spinacia 7 2.45 7.00E-81
oleracea)
contig 17 叶绿体氧气释出增进蛋白 3-2, 前体(oxygen-evolving enhancer protein 3-2, 7 2.45 3.00E-57
chloroplast precursor) (烟草, Nicotiana tabacum)
contig 18 甘氨酸 RNA结合蛋白(glycine rich protein, RNA binding protein) (大麦, 7 2.45 5.00E-57
Hordeum vulgare subsp. vulgare)
总数 286 100
contig 16), 包含 209个 EST, 占总高丰度 EST数量
的 73.08%。在参与细胞防御和救援相关 contig 7
共11个EST参与胁迫反应, 这与紫花苜蓿cDNA文
库中克隆的3个脱落酸与环境胁迫诱导蛋白cDNA
匹配较好, 3个 cDNA均受盐、低温、干早和创
伤的诱导(Luo等 1992)。根据文献报道, 我们挑选
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出43条(表3)有可能与西伯利亚蓼耐盐相关EST序
列(代表26个单一基因), 这为我们后续通过芯片技
术研究不同胁迫时间西伯利亚蓼叶中参与耐盐相关
基因差异表达提供基础。
表 3 西伯利亚蓼 cDNA文库中潜在与耐盐相关的基因序列
Table 3 Genes potentially involved in salt-tolerance in P. sibiricum cDNA library
序列号 功能注释 对应物种 阈值 EST数量
FE901488 金属硫蛋白 落花生(Arachis hypogaea) 2.00E-07 1
FE902955 金属硫蛋白 落花生(Arachis hypogaea) 8.00E-28 1
FE902143 过氧化物歧化酶 冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum) 2.00E-75 1
FE902426 过氧化物酶 落花生(Arachis hypogaea) 7.00E-34 3
FE903041 谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 3.00E-44 1
FE903790 钙调蛋白 甘蓝(Brassica oleracea) 6.00E-21 1
FE902659 环核苷酸 - 钙调离子通道 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 6.00E-30 1
FE903386 真核翻译起始因子 5A 烟草(Nicotiana plumbaginifolia) 7.00E-31 1
FE903175 真核翻译起始因子 1A 悬铃木(Platanus×acerifolia) 0.006 2
FE903488 蛋白翻译起始因子 IF1 加拿大细辛(Asarum canadense) 1.00E-32 3
FE903878 半胱氨酸合成酶 烟草(Nicotiana tabacum) 6.00E-28 1
FE902973 苹果酸脱氢酶 红甜菜(Beta vulgaris subsp. vulgaris) 2.00E-38 1
FE902478 β-1,3-葡聚糖酶 葡萄(Vitis riparia) 9.00E-31 2
FE903912 3-磷酸甘油醛脱氢酶 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 8.00E-08 1
FE902368 叶绿体内蛋白 OEE 1 菠菜(Spinacia oleracea) 4.00E-27 2
FE903501 叶绿体内蛋白 OEE 3-2 烟草(Nicotiana tabacum) 3.00E-57 7
FE902692 丝氨酸 /苏氨酸蛋白磷酸酯酶 苜蓿(Medicago sativa subsp.×varia) 4.00E-32 2
FE901958 GTP 结合带白 大豆(Glycine max) 8.00E-37 1
FE902164 H+转运 ATP酶 苜蓿(Medicago truncatula) 3.00E-07 2
FE903147 几丁质酶 鹰嘴豆(Cicer arietinum) 0.004 1
FE902360 逆境蛋白 苜蓿(Medicago truncatula) 2.00E-28 1
FE902356 液泡 ATP酶 冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum) 2.00E-26 2
FE901919 水通道蛋白 葡萄(Vitis berlandieri×Vitis rupestris) 6.00E-52 1
FE902147 硫氧还蛋白 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 1.00E-26 1
FE901901 谷氧还蛋白 油桐(Vernicia fordii) 3.00E-11 2
FE902778 锌脂蛋白 斑马鱼(Danio rerio) 8.00E-18 1
表 4 西伯利亚蓼与其他耐盐植物盐胁迫下 cDNA文库功能分类比较
Table 4 Functional classification comparison of P. sibiricum cDNA library with other salt-tolerant plants
%
植物及钠盐胁迫处理 代谢 能量 蛋白合成 光合作用 信号转导 细胞救援与防御 转录 转运组件
冰叶日中花(0.5 mol·L-1 0 h 5.50 30.7 3.88 27.60 2.37 6.61 2.59 3.41
NaCl胁迫处理) 30 h 4.67 17.7 4.85 12.72 3.38 8.48 1.94 3.63
48 h 9.63 11.5 3.24 7.41 2.73 15.1 2.88 4.35
紫杆柽柳(0.4 mol·L-1 NaHCO3胁 19.72 5.12 7.33 9.94 4.89 20.19 6.62 6.78
迫处理 48 h)
盐芥(0.5 mol·L-1 NaCl胁迫处理 25.38 13.67 7.30 8.23 13.83 10.87 7.22
48 h)
碱茅(0.4 mol·L-1 NaHCO3胁迫处理 18.84 4.79 8.48 9.34 5.65 9.66 12.48 6.20
48 h)
二色补血草(0.4 mol·L-1 NaHCO3 18.74 3.23 7.61 14.86 4.74 12.20 3.59 10.19
胁迫处理 48 h)
西伯利亚蓼(3% NaHCO3胁迫处 49.00 13.12 15.10 9.16 4.70 4.21 5.20 8.17
理 2 h、6 h、12 h、1 d、2 d
和 3 d的混合叶)
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讨　　论
本文EST重复次数最多的是参与光合作用的
关键酶——核酮糖 1,5-二磷酸羧化酶小亚基, 共
161次, 占总测序量的 6.0%, 这与西瓜叶(Ok等
2000)和结球白菜前期心叶(高瑞娟等 2004)结果一
致, 其中核酮糖1,5-二磷酸羧化酶小亚基在西瓜叶
片中占 4.8%, 在结球白菜前期心叶中占 1.5%。盐
胁迫会损伤植物的光合系统, 导致植物光合效率降
低, 保护修复光合系统可能是植物能在盐碱逆境条
件下生存的关键条件之一, 且西伯利亚蓼叶为旱生
叶结构特征, 栅栏组织细胞中叶绿体含量高, 增加
了光合作用面积(陆静梅和李建东 1994; 李正理
1981), 这可能与西伯利亚蓼混合叶中参与光合作用
基因比率高有关。
不同植物的耐盐方式不同, 与其他盐胁迫下耐
盐植物cDNA文库分析比较(表4)表明, 盐胁迫下西
伯利亚蓼和其他耐盐植物的基因表达有很大区别,
对西伯利亚蓼混合叶 cDNA文库的分析结果表
明, 参与代谢、能量和光合作用组分占主要部分
(77.22%), 其中西伯利亚蓼参与代谢的基因达到了
49%, 远远超过了冰叶日中花(0 h, 5.50%; 30 h, 4.67%;
48 h, 9.63%) (Kore-eda等 2004)、紫杆柽柳(19.72%)
(Wang等 2006)、碱茅(18.84%) (Wang等 2007)和
二色补血草(18.74%) (Wang等 2008), 而西伯利亚
蓼参与细胞防御和救援的基因仅占 4.12%, 均低于
冰叶日中花(0 h, 6.61%; 30 h, 8.48%; 48 h, 15.1%)、
紫杆柽柳(20 .19% )、盐芥(1 3 .8 3%)( Wang等
2004)、碱茅(9.66%)和二色补血草(12.20%)。吕
艳芳等(2006)对西伯利亚蓼 3% NaHCO3胁迫处理
后, 叶部Na+、K+离子含量及K+/Na+比值变化平缓,
而茎部Na+含量迅速增加, K+离子含量下降, K+/Na+
比值变化明显, 这说明 3% NaHCO3胁迫处理对西
伯利亚蓼叶部影响较小, 而茎部在抵御盐胁迫中发
挥着重要作用, 因此盐胁迫下叶部参与细胞防御和
救援的基因较少, 同时也说明西伯利亚蓼与冰叶日
中花、紫杆柽柳、碱茅和二色补血草等植物抵御
盐碱胁迫机制有一定的差异。
根据盐生植物抗盐机制及其形态结构和生态
学特征, 可将盐生植物分为真盐生植物、泌盐盐生
植物和假盐生植物 3种类型, 二色补血草、紫杆柽
柳属于泌盐盐生植物, 从表4中可以看出, 0.4 mol·L-1
NaHCO3胁迫处理48 h的二色补血草和紫杆柽柳在
参与代谢、蛋白合成和信号转导的基因所占比例
大致相同, 说明在盐胁迫下二色补血草和紫杆柽柳
的耐盐机制有相似之处。碱茅属于假盐生植物, 而
盐芥属于真盐生植物, 由于真盐生植物主要分布在
高盐环境中, 一定土壤盐分能够促进其生长, 是盐
生植物中最耐盐的一类, 根据我们的野外观察与室
内的耐盐实验结果, 以 3% NaHCO3连续浇灌的西
伯利亚蓼 1 个月以上仍可正常生长 , 且用 1 %
NaHCO3连续浇灌西伯利亚蓼1个月比不经NaHCO3
浇灌处理的植株长势更好, 说明西伯利亚蓼的耐盐
能力更接近真盐生植物, 并且西伯利亚蓼叶肉细胞
具有发达的中央液泡, 有助于降低盐分对植物的伤
害, 而且根和茎部导管分布频率高, 有利于在短暂
的雨季进行较高的代谢活动和蒸腾作用(李正理
1981; 陆静梅和李建东 1994)。冰叶日中花耐盐的
主要途径是在盐胁迫下增加水分利用效率, 在盐胁
迫下把光合作用模式从 C 3 转换到 C A M 模式
(Cushma等1989), 从表4也发现胁迫处理的冰叶日
中花中参与光合作用的基因也随着胁迫时间的延
长显著减少(0 h, 27.60%; 30 h, 12.72%; 48 h,
7.41%)。由此可见, 不同耐盐植物的耐盐机制不
同, 这也是可能导致不同物种间在盐胁迫时基因表
达规律不同的一个原因。
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