转NTHK1基因对杨树各器官中Na+、K+分布的影响

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摘要：以盐渍生境下1～2年生107和18—1杨树为材料，对不同树龄和地径的杨树各营养器官中Na+、K+分布变化进行了研究。结果表明，Na+、K+在杨树各营养器官中分布不同且差异显著。不同树龄和地径的107杨树的根、茎、叶部位的Na+、K+含量变化都很明显，含nthk1的转基因18—1杨树根部的Na+、K+含量基本保持恒定，茎、叶部位的Na+含量变化均不明显，茎部的K+含量随着树龄的增加而升高，叶片部位的K+含量随着树龄的增加而降低。研究表明，在盐渍生境中种植的含NTHK1的转基因18—1杨树比107杨树更加耐盐，可以更好地抵御盐胁迫，维持离子平衡，NTHK1基因可能是通过增强转基因杨树聚集有害Na+至液泡的能力，以避免细胞质中过高的Na+对细胞造成伤害，从而提高了转基因植株的耐盐性。

关键词：杨树；盐胁迫；NTHK1基因；树龄；地径；器官；Na+；K+

中图分类号：S792.11 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006—6500.2012.05.001

Effect of Transgene NTHK1 on Distribution of Na+ and K+ in Different Organs of Poplar

SONG Jian1， ZHOU Xiang—ming1， HAO Zhi—yu1， WANG Shu1， WANG Peng2， LIU Zhong—qi1

（1.Tianjin Research Center of Agricultural Biotechnology，Tianjin 300192，China； 2. Life Science College，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）

Abstract： Researched the distribution of Na+ and K+ in different vegetative organs of poplar material ‘107’ and ‘18—1’， which were 1～2 year old tree and different in ground diameter in saline environment. The results indicated that the distribution of Na+ and K+ in poplar vegetative organs was different.The change of content of Na+ and K+ in roots， stems and leaves of ‘107’ was obvious with different tree age and different ground diameter ，the content of Na+ and K+ in roots of ‘18—1’ containing NTHK1 was fundamentally equal with different tree age and ground diameter. The content of K+ in stems raised with increase of tree age，the content of K+ in leaves lowered with increase of tree age，the content of Na+ in stems and leaves was lesser .The features that poplar ‘18—1’ was more applicable the saline than ‘107’，which can better resist to salt stress and maintain ion homeostasis. The effect of NTHK1 may be limitted a large number of Na+ in the vacuole and reduced ion toxicity of high consistency Na+ to cell， so the salt tolerance ability of 18—1 containing NTHK1 was enhanced.

Key words： poplar； salt stress； NTHK1 gene；tree age；ground diameter；vegetative organs； Na+； K+

土壤盐渍化是影响农业生产以及生态环境的一个全球性问题，盐胁迫对植物生长的危害主要包括渗透胁迫、离子毒害和矿质营养缺乏[1]，这三方面都与盐胁迫下植株对离子（如Na+、K+、Cl—等）的吸收有直接或间接的关系。高等植物耐盐的重要机制之一是通过调节无机离子的种类、数量和比例来维持细胞内微环境的稳定[2—4]，离子选择性吸收和适应性分配是无机离子渗透调节机理的主要体现。杨树生长快、耐盐碱和瘠薄，是我国营造沿海防护林和速生丰产用材林的重要树种，目前对其耐盐性的研究主要着眼于盐胁迫下的生理代谢和可溶性离子在体内的分布状况与动态变化等方面[5，而有关树木生长发育情况与其体内可溶性盐离子含量的关系的研究尚少见报道。本试验通过测定不同年份且生长量不同的杨树各器官的na+、k+含量，比较不同杨树品系的耐盐适应性，探讨杨树各器官盐离子的分布变化与树木生长的关系，从而进一步了解杨树的盐分胁迫生理和抗盐机理，为提高杨树产量和种植面积提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验林设在天津塘沽胡家园盐碱地，地下水位0.7～1.3 m，矿化度为4～5 g·L—1，0～80 cm土层内全盐含量在0.2%以上。按照我国盐碱地的区分标准，土壤表层或亚表层（厚度20～30 cm左右） 中水溶盐类超过0.1%或0.2%，或土壤的碱化层的碱化度超过5%，即属于盐渍土范围[8]。因此，试验地土壤属于滨海盐土范畴，个别地段为重盐碱地范围。土壤含盐情况如表1。