全 文 ：第 51 卷 第 9 期
2 0 1 5 年 9 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 9
Sep．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150905
收稿日期: 2015 － 02 － 02; 修回日期: 2015 － 03 － 20。
基金项目: 国家“863”高技术研究发展计划项目“杨树分子育种与品种创制”(2011AA100201) ; 转多基因库安托多抗杨环境释放和生产
性试验安全性监测( JC － 2013 － 12，JC － 2013 － 13)。
* 黄秦军为通讯作者。
盐胁迫条件下转多基因库安托杨根尖离子流变化*
李 丹 黄 绢 张伟溪 丁昌俊 苏晓华 黄秦军
(林木遗传育种国家重点实验室 国家林业局林木培育重点实验室 中国林业科学研究院林业研究所 北京 100091)
摘 要: 【目的】细胞质内 K + /Na + 平衡对细胞的代谢起重要作用，同时也被认为是植物抵御盐胁迫的重要部
分。【方法】以转多基因库安托杨株系 D5－21、D5－20 及非转基因受体 D5－0 为材料，研究 100 mmol·L － 1 NaCl 处理
的不同时期(7，15，30 天)各杨树株系的株高、根部干物质量、根尖离子流(Na +、K +、H + )的动态变化(利用非损伤
微测技术)。【结果】生长数据表明:与正常供水条件相比，7 天盐胁迫处理后，3 个株系的株高降低，但不显著;15
天处理后，D5－20，D5－0 株高显著降低;30 天处理后，3 个株系株高和根部干物质量均显著降低，D5－0，D5－21的根
干物质量只有正常供水条件下的一半，说明盐胁迫严重抑制杨树根的生长;但表型变化表明盐胁迫下D5－21，
D5－20植株的受害程度更小，并且株高和根部干物质量均高于 D5－0。Na + 流测定结果表明:7 天盐胁迫处理后，各
株系根尖的 Na +流虽与对照相比有显著变化，但变化幅度均较小;15 天盐胁迫处理后，D5－21，D5－20 根尖 Na + 外
排能力均是 D5－0 的 1. 8 倍;30 天处理后，D5－21，D5－20 根尖 Na + 外排能力均是 D5－0 的 1. 6 倍。K + 流测定结果
表明:D5－0，D5－21 根尖 K +外流流速随着胁迫时间延长而增大，D5－20 则是先增大后减小，但 3 个株系变化趋势差
异较大，30 天处理时，D5－0 的流速已是D5－21，D5－20 的 1. 7 倍和 2. 1 倍。H + 流测定结果表明:虽然与 D5－21，
D5－20一样，D5－0 的 H +内流值随着胁迫时间延长而增大，但 D5－21，D5－20 的增幅明显大于D5－0，30 天处理时，二
者的 H +流速是 D5－0 的 1. 6 倍和 1. 2 倍。因此，不论是短期(7 天)、中期(15 天)还是长期(30 天)盐胁迫处理，与
非转基因株系相比，转基因株系 D5－21，D5－20 都具有更强的 Na + 外排和 H + 内流能力，且 K + 的外流幅度远低于
D5－0，说明转基因株系可通过将根尖细胞质中过多的 Na +主动外排、并减少根尖细胞中 K + 的损失，维持胞质中的
适宜的 K + /Na +，转基因株系的耐盐性提高，从而有利于转基因株系的生长积累，这将为转基因林木的耐盐性筛选
提供新的参考依据。【结论】JEＲF36 基因属于 EＲF 类转录因子，它可激活植物中下游抗逆相关基因的表达，与植
物的抗逆性密切相关，因此未来可研究盐胁迫下转多基因库安托杨中 JEＲF36 基因与 Na +，K +，H + 这 3 种重要离
子的转运所涉及的相关基因表达的关系。
关键词: 库安托杨;JEＲF36;离子流;耐盐性
中图分类号:718. 43 文献标识码:A 文章编号:1001 － 7488(2015)09 － 0035 － 07
Ion Fluxes of Multiple Transgenic Populus × euramericana
‘Guariento’under Salt Stress
Li Dan Huang Juan Zhang Weixi Ding Changjun Su Xiaohua Huang Qinjun
( State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding，Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation of State
Forestry Administration，Ｒesearch Institute of Forestry Chinese Academy of Forestry Beijing 100091 )
Abstract: 【Objective】Intracellular K + /Na + homeostasis is crucial for cell metabolism and is considered to be a key
component of salinity tolerance in plants．【Method】The plant height，dry biomass of roots and net fluxes of Na +，K +，H +
from apex roots ( using non-invasive micro-test technology ) were investigated in the multiple transgenic Populus ×
euramericana‘Guariento’(named D5－21，D5－20) and non-transgenic species( named D5－0) under 100 mmol·L－ 1 NaCl
stress at three different period． 【Ｒesult】Growth data indicated that: compared with control，all of the three lines had a
lower height after 7 days of salt stress treatment，but no significant declined; But after 15 days treatment，the plant height
of D5－20，D5－0 was declined significantly;when the treatment extended to 30 days，the height of three poplar lines and
their amount of dry matter in root were significantly reduced，the D5－0 and D5－21 remained only 50% of dry matter
林 业 科 学 51 卷
compare with normal water supply conditions，these data showed that salt stress inhibited the growth of poplar roots
seriously; meanwhile，the phenotypic changes showed that，compare to D5－0，D5－21，D5－20 were under lower danger
level，had higher height and more dry matter in root after treatment． Na + fluxes results showed that: there is a significant
change of each line roots’Na + fluxes after 7 days of stress treatment，but the magnitude is too small; D5－21，D5－20
roots’Na + extruding capacity is 1. 8 times of D5－0 after 15 days of stress treatment; D5－21，D5－20 roots’Na + extruding
capacity is 1. 6 times of D5 －0 after 30 days of stress treatment． K + fluxes results showed that as stress time continues，
D5－0，D5－21 roots’K + effluxing increased，D5－20 is then decreased，but the trends are quite different，D5－0 roots’K +
effluxing capacity is 1. 7 times of D5 －21 and 2. 1times of D5 －20 after 30 days of stress treatment． H + fluxes results
showed: as stress time continues，all the three lines roots’H + influxing increased，but the increasing of D5－21、D5－20 is
significantly greater than D5－0; D5－21，D5－20 roots’H + influxing capacity is 1. 6 times and 1. 2 times of D5－0 after 30
days of stress treatment． So，whether it is short-term (7 days)，medium-term (15 days) or long term (30 days) salt stress
treatment，transgenic lines D5－21，D5－20 exhibited a higher capacity to extrude Na +，meanwhile，the influx of H + had a
significant increasing，and a less reduction of K + versus D5－0，Thus，the transgenic poplar species can avoid excessive
cytoplasmic Na + accumulation by extruding Na +，and decreased the K + leakage from cytoplasmic，and these two
measuremtnts are helpful to maintain K + /Na + homeostasis． Therefore，transgenic poplar species implied an increased salt
tolerance and growth accumulation，this will provide a new evidence for salt tolerance screening of transgenic trees．
【Conclusion】JEＲF36 gene is a EＲF transcription factor that can activates the expression of downstream stress resistance
genes，and is closely related with plants resistance． So the relationship between JEＲF36 gene and the gene expression
involving in the transport of Na +，H +，K + ions deserves to take a further study．
Key words: Populus × euramericana‘Guariento’; JEＲF36;ion fluxes; salt tolerance
盐胁迫是限制全世界农林业生产和生态环境建
设的一个重要因素，如何提高植物在盐碱地的生产
力已经成为农林业生产中急需解决的问题，因此培
育耐盐的林木新品种具有重要意义。相对于常规育
种途径，基因工程育种不仅缩短了育种周期，更能在
基因水平上改造林木抗性遗传物质，提高育种的目
的性和可操作性(苏晓华等，2003)。盐胁迫下 Na +
会在植物细胞中大量积累，造成植物器官和细胞中
水分亏缺、各种酶活性受影响，从而使细胞代谢活动
减弱并扰乱细胞内的离子平衡;同时由于 Na + 会竞
争 K + 的转运吸收位点，造成植物难以吸收 K +，因
此维持植物胞质内的高 K +低 Na +平衡对提高植物
的耐盐性至关重要 ( Zhu 2003; Hasegawa et al．，
2000;Chen et al．，2007;吴运荣，2014)。
库安托杨(Populus × euramericana‘Guariento’)
是 1984 年从意大利年引进的速生欧美杨，已在我国
华北地区表现出良好的前景，但在生产上面临蛀干
害虫天牛的危害、干旱胁迫及盐碱等主要问题。
2001 年中国林业科学研究院林业研究所把 SacB，
JEＲF36，vgb 以及 BtCry3A + OC-I 双价基因转入库
安托杨。经分子生物学检测、温室盐胁迫和大田试
验的结果表明，目的基因插入并稳定表达，转多基因
库安托杨具有更强的耐盐性 (纪丽丽，2004;王建
革，2006;侯英杰，2008;李环，2008;李义良，2007;Li
et al．，2008; Su et al．，2011 )。 JEＲF36 属于 EＲF
(ethylene resopnsive factor，乙烯反应因子)类转录因
子，它通过激活植物中下游与抗逆境相关基因的表
达，来提高转基因植物的抗逆性。关于 JEＲF36 基
因导入后如何提高转基因杨树的耐盐性相关研究还
未见报道。因此，本研究将利用非损伤微测系统
(non-invasive micro-test technology，NMT) 研究盐胁
迫下转基因库安托多抗杨株系和非转基因株系间的
根尖的 Na +，K +和 H +离子流动力学，检测 JEＲF36
基因通过调控下游相关基因的表达，改变 Na +，K +
和 H + 等离子的吸收和转运平衡，以揭示根尖离子
流变化与转基因杨树耐盐性的关系及生理机制，为
转基因杨树的推广应用提供更加科学、合理的参考，
并为转基因林木的耐盐性筛选提供新的参考依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
以前期获得的转基因株系 D5－21，D5－20 和未
转化株系 D5－0 试试验材料。扦插穗条来自于 1 年
生扦插苗，长 15 cm，直径 1. 3 ～ 1. 5 cm。2014 年 3
月 15 日将穗条扦插于温室塑料小盆中(10 cm × 10
cm)，基质为草炭土和珍珠岩，每盆 1 株，每株系 50
盆，在正常供水条件下培养。2014 年 4 月 21 日将
生长状况良好且一致的植株移栽至塑料大盆中，盆
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第 9 期 李 丹等: 盐胁迫条件下转多基因库安托杨根尖离子流变化
高 19 cm，直径 17 cm，基质由沙土、草炭土、珍珠岩
以 6∶ 10∶ 1比例混合配制，每盆 1. 8 kg，正常供水。
处理试验在中国林业科学研究院现代化温室内
进行，6—9 月份平均温度控制在 25 ～ 30 ℃，平均相
对湿度为 55%。
1. 2 盐处理方法
待苗高达到 40 cm 左右时，每个株系各选择 18
株大小一致的苗木采用 100 mmol·L － 1 NaCl 盐溶液
处理，每次浇灌 200 mL NaCl 盐溶液，2 天浇灌 1 次，
对照组浇灌与胁迫组等体积的水。处理每株系 3 次
重复，在盐处理第 7，15 和 30 天分别取样。在盐处
理开始之前和结束后对转基因株系和对照植株的表
型变化、高生长和根干质量进行观察并测量记录。
根干质量测定方法为:胁迫试验结束后各株系选取
苗木 3 株，拔出，洗净根，放入烘箱 105 ℃ 杀青
15 min，然后 75 ℃烘至恒质量，用电子天平称量。
1. 3 离子流测定方法
Na +，K +，H +离子流的测定采用美国扬格公司
的非损伤微测系统。Na + 的测试液成分为: 0. 1
mmol·L － 1 CaCl2，0. 5 mmol·L
－ 1 KCl，1. 0 mmol·L － 1
NaCl，0. 3 mmol·L － 1 MES，pH6. 0;K + 和 H + 的测试
液成分为 0. 1 mmol·L － 1 CaCl2，0. 5 mmol·L
－ 1 KCl，
0. 3 mmol·L － 1 MES，pH6. 0。
在盐处理的第 7，15，30 天从杨树根中切取约
20 mm 的新鲜幼嫩根段，每处理取 3 个样株，每株取
2 ～ 3 个根段，用蒸馏水冲洗干净并在测试液中平衡
25 ～ 30 min，平衡之后将根段浸于 10 mL 新鲜测试
液中，并固定于培养皿(直径为 35 mm)底部，用相
应的离子选择微电极沿着根轴测量根尖(距根顶端
600 ～ 1 800 μm，每 600 μm 作为 1 个测量点，共 3 个
测量点)区域的离子流变化，，每个测量点实时记录
离子流时间为 5 min，直至获得稳定的离子流速。采
样规则为 X － 30，电极运动的频率为 0. 15 Hz。
离子流速根据旭月科技有限公 司开 发的
Mageflux 软件进行计算。计算出的值为负值表示离
子内流，正值表示离子外排。
2 结果与分析
2. 1 盐胁迫条件下植株的生长及根干质量分析
盐处理的第 7，15，30 天观察并测定了 3 个株系
的生长情况。正常供水条件下 3 个株系生长正常，
外部形态无明显差异，D5 －21，D5 －20 的株高高于
D5－0(表 1)(30 天时 D5－21 株高值例外)。盐胁迫
15 天处理后，D5－20，D5－0 株高显著降低，30 天处
理后，3 个株系的株高和根干质量均显著降低，D5－0
和 D5－21 的根干质量只有正常供水条件下的一半
干质量，说明盐胁迫严重抑制了杨树根的生长;表型
变化表明 D5 －21 和 D5 －20 植株受害程度均小于
D5－0，D5－21，D5－20 的 株 高 和 根 干 质 量 均 高
于D5－0。
表 1 盐胁迫处理的不同时期各株系的株高和根干质量①
Tab． 1 The height and root dry biomass of the 3 poplar lines at different salt stress period
株系
Line
株高(7 天)
Plant height
(7 days) / cm
株高(15 天)
Plant height
(15 days) / cm
株高(30 天)
Plant height
(30 days) / cm
根干质量(30 天)
Dry mass of root
(30days) / g
正常供水
Control
盐胁迫
NaCl
正常供水
Control
盐胁迫
NaCl
正常供水
Control
盐胁迫
NaCl
正常供水
Control
盐胁迫
NaCl
D5－0 56. 50 ± 1. 32aA 56. 00 ± 1. 73aA 62. 10 ± 0. 66aA 57. 33 ± 1. 47aB 71. 83 ± 0. 76aA 58. 17 ± 1. 61aB 2. 43 ± 0. 49aA 1. 22 ± 0. 15aB
D5－21 61. 00 ± 2. 65bA 57. 67 ± 3. 01aA 65. 30 ± 2. 95aA 59. 27 ± 3. 75aA 69. 00 ± 3. 28aA 60. 57 ± 3. 99aB 2. 71 ± 0. 59aA 1. 37 ± 0. 08aB
D5－20 59. 67 ± 2. 31abA 59. 33 ± 0. 58aA 65. 43 ± 1. 29aA 62. 03 ± 0. 40aB 72. 33 ± 2. 89aA 62. 83 ± 0. 29aB 2. 41 ± 0. 04aA 1. 31 ± 0. 34aB
①表中多重比较采用 Duncan 法，显著性水平为 0. 05，小写字母不同表示不同株系在相同处理下的差异显著性，大写字母不同表示相同株系在相同处理时间
点上不同处理下的差异显著性。Multiple comparisons used the Duncan method，significant difference test level is at 0. 05． Lower case letters represent significant difference
test result of different poplar lines at same treatment; capital letters represent significant difference test result of same poplar lines and same treatment time at different
treatment．
2. 2 盐胁迫条件下 Na +流的变化
Na + 的流速测定显示(图 1)，正常供水条件下，
在 3 个时间点上 3 个株系根尖测定区域 Na +流速比
较平稳，流速值较低，均低于 50 pmol·cm － 2 s － 1。7
天流速测定结果表明，D5－21，D5－20 均呈现微量内
流趋势，D5－0 呈现微量外流趋势;15 天和 30 天测
定结果表明，D5－21，D5－20 均呈微量外流，流速值
略微有所增加，D5－0 继续保持微量外流。
盐胁迫处理后，3 个株系的 Na + 的流速变化剧
烈，显著性检验结果表明 7，15，30 天处理使 D5－21，
D5－20，D5－0(7 天除外)根尖 Na + 的外流流速显著
增大。7 天处理后，D5－21 (141. 91 pmol·cm － 2 s － 1 )
和 D5－20(121. 23 pmol·cm － 2 s － 1 )根尖 Na + 由轻微
内流变为显著外流，D5－0 根尖 Na + 外流趋势增大
(102. 87 pmol·cm － 2 s － 1)。与 7 天处理相比，15 天处
理后 D5－21(354. 14 pmol·cm － 2 s － 1)，D5－20(346. 89
pmol·cm － 2 s － 1 )和 D5－0(188. 79 pmol·cm － 2 s － 1 )的
根尖 Na +外流流速进一步增大，D5－21 的 Na + 外流
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林 业 科 学 51 卷
外流流速增加约 1. 5 倍，D5－20 的外流流速增加约
2 倍，远大于 D5－0 的外流流速增加量。长期盐胁迫
后(30 天)，与 15 天处理相比，D5 － 21，D5 － 20 的
Na +外流流速无明显变化，维持在较稳定的水平，而
D5－0 的 Na +外流流速略微有所增加，但其值依然远
小于 D5－21，D5－20 的外流流速值。
2. 3 盐胁迫条件下 K +流的变化
K + 的流速测定显示(图 2):正常供水条件下，3
个株系 K +均呈现微量外流趋势，在 3 个处理时间点
上其流速值无明显变化，且流速相对较低。3 个株
系在 7 天时的流速值略微高于 15 天和 30 天的流
速值。
图 1 盐胁迫对杨树根尖 Na +流的影响
Fig. 1 Effection of salt on net Na + fluxes in apex roots of transgenic and non － transgenic lines
D5－0 为非转基因植株，D5－21，D5－20 为转多基因植株;正值表示外排，负值表示内流;
* 表示与对照相比显著性差异 P ＜ 0． 05;
图中每个值代表根尖 3 个测量点(600，1 200，1 800 μm)离子流速的均值。下同
D5－0:Non － transgenic plant，D5－21，D5－20:Transgenic plants;Positive value indicates efflux，
negative value indicates influx; * :Significant difference from control，P ＜ 0． 05;Every value represents the
mean fluxes of the 3 measuring sites in apex roots． The same as below．
图 2 盐胁迫对杨树根尖 K +流的影响
Fig. 2 Effection of salt on net K + fluxes in apex roots of transgenic and non － transgenic lines
盐胁迫处理后，3 个株系根尖 K +外流流速变化
明显，显著性检验结果表明，7，15，30 天处理使
D5－21，D5－20(7 天除外)、D5－0 根尖 K + 的外流流
速显著增大。7 天处理后 D5－0，D5－21 根尖 K + 外
流流速显著增大，D5－20 增加不显著，但 3 个株系外
流流速值较低，均低于 100 pmol·cm － 2 s － 1。随着盐
胁迫时间的延长，D5－0 的外流流速均增大，15 天处
理时，其值为 317. 15 pmol·cm － 2 s － 1，30 天处理后，
其外流流速已达到 525. 58 pmol·cm － 2 s － 1。与 D5－0
类似，D5－21 根尖 K + 外流流速也随着盐胁迫时间的
延长而增加，15 天处理时，其值为 250. 64 pmol·cm － 2
s － 1，30 天处理后，其外流流速达到 311. 74 pmol·cm － 2
s － 1。D5－20 根尖 K + 外流流速随着胁迫时间的延长
先增加后降低，15 天处理后流速值达到最大(272. 55
pmol·cm － 2 s － 1 )，30 天处理后下将至 252. 77 pmol·
cm － 2 s － 1。从以上分析结果看，盐胁迫下 D5 － 21，
D5－20远小于 D5－0 的根尖 K + 外流流速。
2. 4 盐胁迫条件下 H +流的变化
H + 的流速测定显示(图 3):正常供水条件下，3
个株系在 3 个时间点上根尖 H + 均呈现外流趋势。
D5－0 的根尖区域 H + 外流流速随着时间点的延长
而增大，且增加较显著;D5－20 在 30 天测定时流速
值增加较显著，D5－21 在 3 个时间点上流速值较稳
定，变化不显著。
83
第 9 期 李 丹等: 盐胁迫条件下转多基因库安托杨根尖离子流变化
图 3 盐胁迫对杨树根尖 H +流的影响
Fig. 3 Effection of salt on net H + fluxes in apex roots of transgenic and non － transgenic lines
盐胁迫处理后，3 个株系根尖 H + 流均由外流变
为内流，显著性检验结果表明这种变化差异显著，且
随着盐胁迫时间的延长流速值增大。与 7 天处理相
比，15 天处理后 D5 －0 根尖 H + 流速略有增加 (由
－ 2. 16到 － 2. 79 pmol·cm － 2 s － 1)，与 D5－0 不同，15 天
处理后，D5－21，D5－20 根尖 H + 流速变化显著，已达
到 － 10. 19 pmol·cm － 2 s － 1和 － 6. 32 pmol·cm － 2 s － 1，远
高于 D5－0 的根尖 H + 流速。长期盐胁迫 (30 天)
后，D5 － 21 ( － 15. 70 pmol·cm － 2 s － 1 ) 和 D5－20
( － 11. 97 pmol·cm － 2 s － 1)的根尖 H + 流速幅度进一
步增大，而 D5－0 为 － 9. 85 pmol·cm － 2 s － 1。从以上
分析结果看，盐胁迫下 D5－21，D5－20 远大于 D5－0
的根尖 H + 内流流速。
3 结论与讨论
细胞质内 K + /Na +平衡对细胞的代谢起重要作
用，同时也被认为是植物抵御盐胁迫的重要部分
( Hasegawa et al．， 2000; Zhu，2003; Chen et al．，
2007)，Na +主动外排、Na + 区隔化至液泡以及减少
胞质中 K +损失是植物有效维持 K + /Na + 平衡的重
要措施。本研究测定的 100 mmol·L － 1 NaCl 下不同
处理时期杨树根尖(600 ～ 1 800 μm，3 个测量点)离
子流的动态变化结果显示，随着胁迫时间延长，
D5－21，D5－20 根尖 Na + 的外流流速先显著升高而
后维持在较高水平，而 D5－0 流速虽也有所增加，但
仍较低，15 天和 30 天处理时，D5－21，D5－20 的流速
均已是 D5 －0 的 1. 8 倍和 1. 6 倍。K + 流速分析发
现:D5－0，D5－21 根尖 K +外流流速随着胁迫时间延
长而增大，D5－20 则是先增大后减小，但 3 个株系变
化趋势差异较大，30 天处理时，D5 －0 的流速已是
D5－21，D5 －20 的约 1. 7，2. 1 倍。H + 流速分析发
现:虽然与 D5－21，D5－20 一样，D5－0 的 H +内流值
随着胁迫时间延长而增大，但D5－21，D5－20的增幅
明显大于 D5－0，30 天处理时，二者的 H +流速是 D5
－0 的 1. 6 倍和 1. 2 倍。因此，不论是短期(7 天)、中
期(15 天)还是长期(30 天)盐胁迫处理，与非转基
因株系相比，转基因株系 D5－21、D5－20 都具有更强
的 Na +外排和 H +内流能力。在胡杨的耐盐性机理
研究中，也发现其具有对这 2 种离子更好的外排或
内流调控能力，同时发现外源 Ca2 +有助于盐敏感的
杨树品种维持 K + /Na + 平衡 ( Sun et al．，2009a，
2009b; 孙健，2011)，本研究中未涉及外源 Ca2 + 对
库安托杨的 K + /Na +平衡影响研究。此外研究发现
NaCl 胁迫也会造成大豆 ( glycine max) 叶肉组织
Na + 的 迅 速 外 流，野 生 型 拟 南 芥 ( Arabidopsis
thaliana) 根 细 胞 H + 内 流 增 强 ( Shabala，2000;
Shabala，2005 )。另外本研究中，盐胁迫条件下，
D5－21，D5 － 20 和 D5 － 0 根尖 K + 显著外排，但与
D5－0相比，D5－21，D5－0 根尖 K +外流幅度更小，说
明转基因株系根尖 K + 损失更少，这与在耐盐大麦
( Hordeum vulgare ) ( Chen et al，2007 ) 及 小 麦
(Triticum asetivum)(Cuin et al．，2008)根尖 K + 在盐
胁迫下外流的研究结果相似，但是上述大麦和小麦
的 K + 流显著性区域均为成熟根区域 (距根尖
10 000 μm处)，而本研究中测定的为杨树根尖区域
(600 ～ 1 800 μm)，关于胡杨的研究也是在其根尖
区域(200 ～ 2 000 μm)K + 流的变化幅度较大，而成
熟区域 (10 000 ～ 12 000 μm) K + 流变化幅度不大
(Sun et al．，2009b)。
本研究中胁迫 30 天处理后，虽然转基因株系的
株高和根干质量高于非转基因株系，但差异不显著，
这可能是由于杨树的生长周期长，对盐胁迫环境的
适应是一个相对漫长的过程;另外为取根方便，采用
的土壤基质透水性相对较强，盐溶液浇灌后可能有
一部分损失，造成土壤中的实际含盐量更低，因此，
短期内转基因和非转基因株系之间并未显现出明显
93
林 业 科 学 51 卷
的差异。
JEＲF36 属于 EＲF 类转录因子，该类转录因子
涉及细胞发育中的信号转导、激素合成、逆境胁迫等
过程，它的表达能够激活植物中下游与抗逆境相关
基因的表达 ( Gilmour et al．，2000; 杨宇红，2007;
Wang et al．，2004)。另外，大量研究表明，盐胁迫下
植物中的 SOS( salt overly sensitive)信号途径发挥着
重要的作用，参与的基因有 SOS1，SOS2，SOS3，
AKT1，NHX1，HKT1 等，SOS1 编码质膜 Na + /H +逆向
转运体，主要负责盐胁迫下 Na + 的主动外排，
SOS2 － SOS3 复合体可调控 SOS1 的表达;NHX1 编
码液泡膜定位的 Na + /H + 逆向转运体，可将 Na + 运
入液泡，形成区隔化，降低胞质中 Na +的浓度，AKT1
和 HKT1 介导植物中 K + 的长距离的运输 (吴运荣
等，2014; 雷志等，2014; Apse et al．，1999; Ding
et al．，2010; Mahajan et al．，2008; Ｒus et al．，2001;
Tang et al．，2010;Zhu，2002; 2003)。因此下一步笔
者将研究盐胁迫下转多基因库安托杨中 JEＲF36 基
因与 Na +，K +，H + 这 3 种重要离子的转运所涉及的
SOS 途径中相关基因表达的关系，以期了解 JEＲF36
基因与下游抗逆相关基因表达的关系。
参 考 文 献
侯英杰 ． 2008．转基因杨树生态安全性评价初步研究 ． 北京:中国林
业科学研究院硕士学位论文 ．
(Hou Y J． 2008． Preliminary study on the Ecological safety assessment
of transgenic poplar． Beijing: MS thesis of Chinese Academy of
Forestry． ［in Chinese］)
纪丽丽 ． 2004．杨树基因枪多基因共转化研究 ． 北京:中国林业科学
研究院硕士学位论文 ．
( Ji L L． 2004． Multiple gene co-transformation of Populus via
microprojectile-bombardment． Beijing: MS thesis of Chinese
Academy of Forestry． ［in Chinese］)
李 环 ． 2008． 转多基因库安托杨抗逆性研究与评价 ． 保定:河北农
业大学硕士学位论文 ．
(Li H． 2008． Study and appraise on the stress of multiple transgenic
Populus × euramericana ＇ Guariento ＇． Hebei: MS thesis of
Agricultural University of Hebei． ［in Chinese］)
李义良 ． 2008．转基因杨树的分子检测及抗逆性评价［D］． 北京:北
京林业大学博士学位论文 ．
(Li Y L． 2008． Molecular detection and evaluation of stress tolerance in
transgenic poplars． Beijing: PhD thesis of Beijing Forestry
University． ［in Chinese］)
孙 健 ． 2011． 胡杨响应盐胁迫与离子平衡调控信号网络研究 ． 北
京:北京林业大学博士学位论文 ．
( Sun J． 2011． Signaling network in the perception of salt stress and ionic
homeostasis regulation in Populus euphratica． Beijing: PhD thesis of
Beijing Forestry University． ［in Chinese］)
苏晓华，张冰玉，黄烈建，等 ． 2003． 转基因林木研究进展 ． 林业科学
研究，16(1) :95 － 103．
( Su X H，Zhang B Y，Huang L J，et al． 2003． Advances of transgenic
forest trees． Forest Ｒesearch，16(1) :95 － 103． ［in Chinese］)
王建革，苏晓华，纪丽丽，等 ． 2006． 基因枪转多基因库安托杨的获
得 ． 科学通讯，51(23) :2755 － 2760．
(Wang J G， Su X H， J L L， et al． 2006． Ｒesearch of multiple
transgenic poplar ( Populus × euramericana ‘Guariento’) via
microprojectile － bombardment． Chinese Science Bulletin，51(23) :
2755 － 2760． ［in Chinese］)
吴运荣，林宏伟，莫肖蓉 ． 2014． 植物抗盐分子机制及作物遗传改
良耐盐性的研究进展 ． 植物生理学报，50(11) :1621 － 1629．
(Wu Y Ｒ， Lin H W，Mo X Ｒ． 2014． Ｒesearch progress in the
mechanism of plant salt tolerance and genentic engineering of salt
resistant crops． Plant Physiology Journal，50(11) :1621 － 1629．［in
Chinese］)
杨宇红，尹丽蓉，葛 红，等 ． 2007． EＲF 转录因子新成员 JEＲF3 提
高百合的耐盐性 ． 园艺学报，34(6) :1485 － 1490．
(Yang Y H，Yin L Ｒ，G H，et al． 2007． Overexpression of a novel
member of EＲF transcription factor JEＲF3 in Lily enhances the
tolerance to salt． Acta Horticulturae Sinica，34 (6 ) :1485 － 1490．
［in Chinese］)
雷 志，周美亮，吴燕民 ． 2014． 非生物逆境相关基因在棉花抗逆
研究中的进展 ． 中国农业科技导报，16(2) :35 － 43．
(Lei Z，Zhou M L，Wu Y M． 2014． Advances of the abiotic stress-
related genes in cotton stress tolerance． Journal of Agricultural
Science and Technology，16(2) :35 － 43． ［in Chinese］)
Apse M P，Aharon G S，Snedden W A，et al． 1999． Salt tolerance
conferred by overexpression of a vacuolar Na + /H + antiport in
Arabidopsis． Science，285(5431) :1256 － 1258．
Chen Z H，Pottosin I I，Cuin T A，et al． 2007． Ｒoot plasma membrane
transproters controlling K + /Na + homeostasis in salt-stressed barley．
Plant Physiology，145(4) :1714 － 1725．
Cuin T A，Bettes S A，Chalmandrier Ｒ，et al． 2008． A root’s ability to
retain K correlates with salt tolerance in wheat． Journal of
Experimental Botany，59(10) :2697 － 2706．
Ding M Q，Hou P C，Shen X，et al． 2010． Salt-induced expression of
genes related to K + /Na + and ＲOS homeostasis in leaves of salt-
resistant and salt-sensitive poplar species． Plant Mol Biol，73 ( 3 ) :
251 － 269
Gilmour S J，Sebolt A M，Salazar M P ，et al． 2000． Overexpression of the
Arabidopsis CBF3 transcriptional activator minics multiple
biochemical changes associated with cold acclimation． Plant
Physiology，124(4) :1854 － 1865．
Hasegawa P M，Bressan Ｒ A，Zhu J K，et al． 2000． Plant cellular and
molecular responses to high salinity． Ann Ｒev Plant Physiol，
51:463 － 499．
Li Y L，Su X H，Zhang B Y，et al． 2008． Expression of jasmonic ethylene
responsive factor gene in transgenic polar tree leads to increased salt
tolerance． Tree physiology，29(2) :273 － 279．
Mahajan S，Pandey G K，Tuteja N． 2008． Calcium and salt-stress
signaling in plants: shedding light on SOS pathway． Arch Biochem
Biophys． 471(2) :146 － 158
Ｒus A，Yokoi S，Sharkhuu A，et al． 2001． AtHKT is a salt tolerance
04
第 9 期 李 丹等: 盐胁迫条件下转多基因库安托杨根尖离子流变化
determinant that controls Na + entry into plant roots． Proc Natl Acad
Sci USA，98(24) :14150 － 14155．
Shabala S． 2000． Ionic and osmotic components of salt stress specifically
modulate net ion fluxes from bean leaf mesophyll． Plant Cell
Environ，23(8) :825 － 837．
Shabala L，Cuin T A，Newman I A，et al． 2005． Salinity-induced ion flux
patterns from the excised roots of Arabidopsis sos mutants． Planta，
222:1041 － 1050．
Sun J，Chen S，Dai S，et al． 2009a． NaCl-Induced alternations of cellular
and tissue ion fluxes in roots of salt-resistant and salt-sensitive poplar
species． Plant physiology，149(2) :1141 － 1153．
Sun J，Dai S X，Wang Ｒ G，et al． 2009b． Calcium mediates root K + /Na +
homeostasis in poplar species differing in salt tolerance． Tree
physiology，29(9) :1175 － 1186．
Su X Y，Chu Y G，Li H，et al． 2011． Expression of multiple resistance
genes enhances tolerance to environmental stressors in transgenic
poplar ( Populus × euramericana‘ Guariento ’) ． Plos One，6
(9) :1 － 11．
Tang Ｒ，Liu H，Bao Y，et al． 2010． The woody plant poplar has a
functionally conserved salt overly sensitive pathway in response to
salinity stress． Plant Mol Biol，74(11) :367 － 380．
Wang H，Huang Z J，Chen Q，et al． 2004． Ectopic overexpression of
tomato JEＲF3 in tobacco activates down stream genen expression
and enchance salt tolerance． Plant Molecular Biology，
55(2) :183 － 192．
Zhu J K． 2003． Ｒegulation of ion homeostasis under salt stress． Curr Opin
Plant Biol，6(5) :441 － 445．
(责任编辑 王艳娜)
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