1、主要研究内容
本人长期以来以唐古特白刺(Nitrariatangotorum)这一典型的盐生植物为研究对象,收集了来源于不同地理分布的白刺属植物种群,系统地开展了种间形态结构和分子系统学研究,并比较了不同地理来源白刺种群的耐盐性。在实验室已建立了稳定的唐古特白刺组织培养和植株再生体系,并分别开展了白刺悬浮细胞系和实生苗在500mM NaCl胁迫处理下的蛋白差异表达谱分析和鉴定研究,发现盐胁迫激活了白刺细胞内Ca2+(作用并调控SOS3蛋白)、激素等信号分子,进而调控一系列Na+/H+转运蛋白(SOS1蛋白)、激酶(包括SOS2蛋白)、防御蛋白,以及氧化还原平衡等代谢途径。同时,还克隆了唐古特白刺与SOS2同源、且同属CIPK家族的NtCIPK9基因,遗传转化分析证实其显著提高拟南芥耐盐性。
2、研究特点和意义
植物耐盐分子机制是国际研究热点之一,土壤盐化是世界范围内影响植物生长和产量、限制植物分布的主要环境因子之一,也是生态环境恶化面临的重要问题。据报道,世界上有超过6%的土地被盐化,且有逐渐增加的趋势;我国的盐渍化土地也已经超过全国土地而积的10%,而随着全球气候变暖、海平面上升、环境污染加重和城市化进程加速,土壤盐渍化这一现象将会不断加重,业已成为限制树木生长、分布及农作物产量的重要因素。
虽然目前关于唐古特白刺SOS信号通路关键基因的分离及其耐盐特性有了初步的研究结果,但该信号通路调控盐生植物增强耐盐性的作用还不明确。还需要继续利用分子生物学和表观遗传学等研究方法,阐述相关信号通路在增强唐古特白刺耐盐能力中的作用,揭示其在应答盐胁迫中的表观遗传特征,从而为深入了解唐古特白刺的耐盐分子和遗传机制,为培育植物耐盐新种质,改善和治理生态环境提供理论依据。