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高盐、高碱是盐碱土的两大特征,渗透势高、pH高和离子毒害作用是其主要胁迫因子。当外界环境对植物生长造成危害时,植物会做出相应反应,积累各类渗透调节物质,如脯氨酸、蔗糖、甜菜碱、甘露醇和山梨醇等小分子物质,同时,合成这些小分子物质的关键酶活性也会发生变化,以此来维持高的细胞渗透压;盐碱胁迫下植物体内抗氧化酶如:SOD、POD、CAT、GR和GSH-PX在清除活性氧过程中也起着重要的作用。CDPK是一类Ser/Thr型蛋白激酶,广泛存在于植物和原生生物中,其可以直接被Ca2+信号激活,对于植物正常生长和抵抗逆境有重要作用。当植物感受到外界环境诸如盐碱、干旱等胁迫时,胞内的多条信号被放大并向下游传递,诱导下游基因表达,使得植物理化性状改变,从而抵御逆境。本研究以转羊草钙依赖蛋白激酶(Lc-CDPK)基因的水稻为材料,通过qRT-PCR技术,测定不同浓度NaCl/Na2CO3胁迫条件下苗期转Lc-CDPK基因水稻的CDPK基因相对表达,摸索出CDPK基因表达最适的胁迫浓度。此浓度为处理条件,对转Lc-CDPK基因水稻进行处理,整株取样,分别测定苗期的叶片和根、生育前期(分蘖期、抽穗期)叶片的小分子物质脯氨酸、蔗糖、甜菜碱、甘露醇和山梨醇含量;脯氨酸、蔗糖、甜菜碱合成关键酶P5CS、SPS、BADH活性及其基因相对表达;抗氧化酶SOD、POD、CAT、GR和GSH-PX活性及其基因相对表达。其中苗期以非转基因水稻(CK1)为对照,生育前期以非胁迫处理的转Lc-CDPK基因水稻(CK2)为对照。主要结果如下:1.与其他处理条件相比,200 mM NaCl/Na2CO3胁迫24 h,转Lc-CDPK基因水稻根系和叶片CDPK基因相对表达差距最小,且总和较高。2.苗期盐碱胁迫,转Lc-CDPK基因水稻的小分子物质甜菜碱含量、甘露醇含量、山梨醇含量、脯氨酸含量、蔗糖含量均高于CK1,BADH、P5CS酶活和基因相对表达也高于CK1。转Lc-CDPK基因水稻根系中抗氧化酶GR酶活性和基因相对表达高于CK1,叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT、GR、GSH-PX活性和基因相对表达高于CK1,基因相对表达与酶活性一致。转Lc-CDPK基因水稻叶片的抗氧化酶活性和基因相对表达普遍高于CK1,但根中没有表现出明显调节作用。转Lc-CDPK基因水稻小分子物质含量,小分子物质合成关键酶活性及基因相对表达多数高于CK1,说明Lc-CDPK基因的表达能够有效调节植物产生小分子渗透调节物质,增加植物耐盐碱的能力。3.生育前期盐碱胁迫,转Lc-CDPK基因水稻的小分子物质甘露醇含量、甜菜碱、脯氨酸含量、蔗糖含量均高于CK2,山梨醇含量低于CK2。BADH、P5CS酶活性和SPS酶活性及基因表达高于CK2,BADH、P5CS基因表达在分蘖期高于CK2,酶活性与基因相对表达表现出一致性。转Lc-CDPK基因水稻叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT、GSH-PX活性及基因表达高于CK2,GR在分蘖期酶活性与表达情况高于CK2,但在抽穗期低于CK2。转Lc-CDPK基因水稻抗氧化酶活性及基因相对表达多数高于CK2,说明盐碱胁迫促进CDPK基因对植物的调节作用。