植物的生长和生产面临各种生物和非生物胁迫,其中盐胁迫严重影响植物的正常生长发育、品质和产量形成。植物在长期的演化过程中,进化出了适应盐胁迫的形态结构、生理生化反应和遗传基础。在形态结构上,耐盐植物的叶片具有蜡质层、气孔密度低于盐敏感植物,另外具有泌盐或者阻断功能的盐腺、毛状体、盐囊泡、凯氏带等结构;在生理活动调节方面,一方面耐盐植物具有高的酶促和非酶促抗氧化物质,如SOD、CAT、酚类物质等,另一方面耐盐植物具有较高的渗透调节物质含量,或者在盐胁迫下可以合成渗透调节物质,包括有机物质可溶性蛋白和糖以及无机盐离子等;在分子机理方面,SOS途径是研究得最为清晰的离子调控途径,通过SOS1、SOS2和SOS3协同作用维持细胞内Na⁺/K⁺平衡;此外,植物激素及碳代谢途径在植物耐盐过程中亦具有重要作用。本研究通过综述植物耐盐研究进展,探讨耐盐植物在形态结构、生理基础、遗传分子基础和转基因手段在响应盐胁迫的潜在研究重点和方向,有助于研究人员快速找到切入点,逐步完善植物的耐盐机理体系,加快耐盐植物的高效利用。

利用RT-PCR技术从延谷11号谷子中克隆SiPRR73基因,通过系统分析SiPRR73组织表达特异性,对不同光周期处理、不同光温组合处理以及5种非生物胁迫处理的响应特点,揭示光周期、温度对SiPRR73的调控模式及SiPRR73对非生物胁迫的应答模式。结果表明,从延谷11号克隆得到SiPRR73基因2 928 bp的cDNA序列,包含2 283 bp的CDS区,编码760个氨基酸;SiPRR73蛋白与C4家族作物糜子、哈氏黍、高粱、玉米PRR73蛋白具有较近的进化关系。 SiPRR73在顶端第2片叶中表达水平最高,在根、茎、穗部表达水平较低。短日照、长日照条件下该基因均表现光照期表达水平高于黑暗期的特点,且整个营养生长期短日照条件下表达水平明显低于长日照,SiPRR73受光诱导表达和光周期调控。温度决定SiPRR73表达峰的数目,光周期决定SiPRR73表达峰出现的时间,光周期和温度共同参与了SiPRR73的表达调控。PEG和低温胁迫总体上诱导SiPRR73表达,NaCl在胁迫早期诱导该基因表达,后期总体表现为抑制状态,Fe胁迫则早期抑制该基因表达,后期总体诱导其表达,SiPRR73对ABA胁迫的响应特点接近NaCl。以上研究表明,谷子SiPRR73表达具有光依赖性,光周期和温度以互作模式调控SiPRR73表达,推测SiPRR73参与了谷子对不同光温环境的适应性调节过程,并且在应对干旱、低温、ABA、NaCl、Fe胁迫过程中发挥了一定作用。

转录因子BnHY5-2与植物抗逆性相关。为揭示甘蓝型油菜转录因子BnHY5-2对盐碱胁迫的响应,主要通过瞬时转化过表达、qRT-PCR分析、亚细胞定位等方法,分析甘蓝型油菜转录因子BnHY5-2对光和盐碱的响应。结果表明,光照处理油菜后,在叶与茎中BnHY5-2基因的表达量均显著高于黑暗条件下,分别为黑暗条件下的29.22,3.15倍,叶片对光的敏感性大于茎,说明叶片是响应光转录因子BnHY5-2的主要部位。在光照条件下应用大连滨海盐碱土种植油菜,处理后BnHY5-2的表达在叶和茎中均显著下调,分别下调53.1%,31.0%;在黑暗条件下应用盐碱处理后BnHY5-2的表达在茎中下调48.2%,而在叶中的表达差异则不显著,表现出器官的差异性,说明叶片对光照条件要求更加严格。在油菜叶片中瞬时过表达BnHY5-2基因时,6个与盐碱相关的候选基因的表达中,有2个(BnNAC32、BnGS)上调表达,分别为原来的1.25,3.28倍;而有4个(Bnamy、BnAsp、BnNHX7、BnTPS)下调表达,分别下降24.8%,25.4%,71.0%,82.0%,同时甜菜碱含量由0.256 mg/g提升至0.573 mg/g,提高了1.24倍,说明过表达BnHY5-2基因会提高油菜的盐碱抗性。亚细胞定位结果显示,转录因子BnHY5-2定位于细胞核中,调控功能基因的表达。因此,BnHY5-2不仅与光信号有关,还参与油菜盐碱抗性。

OFP是一类植物特有的转录因子,在调控植物器官形态建成和响应非生物胁迫等过程发挥重要作用。为了研究大豆OFP转录因子家族成员特征及其在干旱胁迫和盐胁迫中的作用,运用生物信息学方法对大豆OFP家族成员进行鉴定和分析。结果表明:在大豆中共鉴定到41个GmOFP基因,命名为GmOFP-1~GmOFP-41;这些基因不均匀地分布在大豆19条染色体上,编码152~414个氨基酸;亚细胞定位预测大豆OFP蛋白主要定位在细胞核、叶绿体、线粒体中;在大豆OFP蛋白中共鉴定到10个保守基序,其中保守基序1和2存在于所有OFP成员中;系统发育分析将大豆和拟南芥OFP蛋白分为5个亚家族Class Ⅰ~Class Ⅴ,其中大豆OFP家族基因主要分布在Class Ⅰ和Class Ⅲ中;共线性分析发现,大豆基因组OFP成员中有75对基因存在共线性关系,4对基因存在串联重复,仅有2个基因GmOFP-2和GmOFP-39没有共线性关系,表明基因片段复制是导致大豆OFP家族成员增多的主要原因。通过qRT-PCR方法分析了GmOFP基因家族成员在干旱胁迫和盐胁迫处理下的表达模式,结果表明:与对照相比,41个GmOFP基因中有16个GmOFP成员在干旱处理后基因表达水平表现出显著差异,其中GmOFP-15、GmOFP-17、GmOFP-32显著上调表达,GmOFP-4、GmOFP-5、GmOFP-6、GmOFP-9、GmOFP-12、GmOFP-21、GmOFP-23、GmOFP-25、GmOFP-26、GmOFP-27、GmOFP-38、GmOFP-39、GmOFP-40显著下调表达;有8个GmOFP成员在盐处理后基因表达水平表现出显著差异,其中GmOFP-7、GmOFP-14、GmOFP-31、GmOFP-32、GmOFP-36、GmOFP-40显著上调表达,GmOFP-1、GmOFP-15显著下调表达。综上所述,大豆OFP基因家族在应对干旱胁迫和盐胁迫中可能具有重要功能。

为提高生物炭在盐碱地的适用性,研究改性生物炭对盐碱地的作用效果及微生态机理。通过2 a的大田试验,设置普通生物炭、富氮改性生物炭、富磷改性生物炭3种处理,3种生物炭用量分别为4.5,7.5,15.0 t/hm²,研究作物产量性状、土壤理化性质、土壤微生物多样性的响应情况。结果发现,添加生物炭可以改良土壤盐碱地,其中富氮改性生物炭和富磷改性生物炭效果更突出。生物炭可以提高盐碱地作物产量,降低土壤含盐量,改善土壤结构,降低土壤容重。3种生物炭影响并不一致,其中15.0 t/hm²磷改性生物炭对作物增产效果最好,其产量为(8.92±0.12)t/hm²,比对照组提高了110%。生物炭影响土壤微生物多样性,普通生物炭增加了土壤微生物多样性,但磷改性生物炭降低土壤微生物多样性。随着生物炭施用量的增加,土壤理化性质对土壤微生物和植物结构关系受到影响,三者之间的联系被削弱。综上,推荐施用15 t/hm²磷改性生物炭用于改善盐碱农田生态系统。

为探明外源H₂O₂对NaCl胁迫下棉花幼苗的生理调节机制,以棉花品种新陆早48号为供试材料,使用室外盆栽法,设置盐胁迫(NaCl,浓度梯度0,100,200 mmol/L) 和H₂O₂(浓度梯度0,0.005,0.010,0.020,0.050 mmol/L) 两因素随机组合,探究棉花幼苗鲜质量、干质量、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合气体参数、抗氧化酶活性和渗透调节系统的变化规律。结果表明,外源H₂O₂有效缓解盐胁迫对棉花幼苗生长的抑制效应,提高棉花幼苗叶绿素含量、光合气体参数、叶绿素荧光参数,维持棉花幼苗光合作用正常运行,保证了干物质的积累;同时,外源H₂O₂提高抗氧化酶(POD、APX、CAT)活性,加速清除棉花幼苗体内ROS,降低了电解质渗出率、MDA含量及Pro、游离氨基酸、SS等渗透调节物质含量,提高棉苗抗盐性。其中0.020 mmol/L外源H₂O₂对棉花幼苗所受盐胁迫缓解作用最佳。综上,外源H₂O₂通过提高盐胁迫棉花幼苗光合性能,保持棉花幼苗稳定的光合作用,维持棉花幼苗体内ROS产生与消除的动态平衡,从而提高棉花幼苗对盐胁迫的适应性。

为探究盐碱胁迫对甘蓝型油菜的生理及分子机制的影响,以甘蓝型油菜华油杂62为试验材料,对油菜种子及幼苗进行不同浓度的复合盐、复合碱及复合盐碱溶液处理,测定种子的发芽率以及甘蓝型油菜叶片中叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性等生理指标,以高效液相色谱法测定油菜叶片中甜菜碱积累量,利用qRT-PCR 技术对甜菜碱合成途径中的关键酶基因胆碱单加氧酶基因(CMO)进行分析。结果表明,人工模拟的不同浓度盐碱溶液中,对种子萌发的伤害程度大小表现为复合盐碱>碱>盐;低浓度盐碱溶液促进油菜叶片叶绿素形成,高浓度盐碱溶液抑制叶绿素形成;盐碱胁迫显著提高了脯氨酸与可溶性糖含量,高盐碱溶液(YJ75,含盐碱75 mmol/L)处理21 d,脯氨酸与可溶性糖含量分别为对照组的65.99,5.21倍;盐碱胁迫增加了丙二醛的含量;盐碱胁迫显著提高了过氧化物酶(POD)活性,与对照组相比,高盐碱(YJ75)溶液处理21 d后的POD含量提高了2.26倍,在复合盐与复合碱处理第14 天,POD含量达到最高值,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化规律不明显,且在盐胁迫过程中发挥作用较低;盐碱胁迫显著提高了关键酶基因CMO的表达量,从而调控甜菜碱的积累量增多。综上,盐碱胁迫对甘蓝型油菜的伤害程度大小表现为复合盐碱>碱>盐,在高盐碱胁迫下,甘蓝型油菜会大量积累甜菜碱以降低自身所受的伤害。

通过鉴定红麻全基因组中WRKY基因家族所有成员,并分析其在盐胁迫下的表达特征,从而为研究WRKY基因家族成员在红麻响应盐胁迫过程中的生物学功能奠定坚实基础。利用生物信息学的方法对红麻全基因组中的WRKY基因家族成员进行鉴定,并对WRKY基因家族各成员的理化性质、系统发育和保守功能域进行分析,同时利用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫下WRKY基因家族各成员的表达特征。结果表明,共鉴定出33个WRKY基因家族成员,且该基因家族成员不均匀地分布在12条染色体上,每个基因家族成员的理化性质如氨基酸数目、分子质量、理论等电点都存在一定的差异,且每个基因家族成员的氨基酸保守序列WRKYGQK没有发生变异。红麻和拟南芥的WRKY基因家族系统进化树分析表明,33个WRKY家族成员分成了3个类群,GroupⅠ、GroupⅡ、Group Ⅲ,其中Group Ⅲ包含了5个亚组。实时荧光定量PCR技术分析结果表明,盐胁迫诱导表达的WRKY家族成员有26个,其中23个具有正向调控作用,3个具有负向调控作用。共鉴定出红麻WRKY家族成员33个,其中26个WRKY家族成员参与了红麻盐胁迫响应过程。

NRL(NPH3/RPT2-Like)是植物所特有的一类光响应蛋白,在向光素信号途径中发挥重要作用。利用生物信息学手段结合qRT-PCR技术,在玉米基因组水平对该家族基因进行鉴定并对其编码蛋白的性质、结构、进化、生育期组织表达和逆境表达进行分析。结果鉴定了31个ZmNRL基因,不均匀地分布于玉米9条染色体上,编码的氨基酸序列长度在464~749个,预测具有叶绿体、细胞核和细胞质等亚细胞定位。依据蛋白保守性将ZmNRL家族划分为四大类,基因结构也具有一定的保守性,多数基因含有4个外显子。基因启动子存在大量脱落酸、茉莉酸、光响应和抗氧化等顺式元件分析,其中G-box和Sp1等两类光相关元件数量较多。ZmNRL家族基因在生育期组织部位表达具有一定的时空特异性,总体表达量不高,仅有ZmNRL2、ZmNRL4、ZmNRL24和ZmNRL29相对高表达。通过生育期组织表达数据共表达及其模块GO富集分析发现,6个ZmNRL基因可通过叶绿体等生物发生及组装生物过程,参与对叶片生长发育的调控。qRT-PCR结果表明,高温处理玉米幼苗ZmNRL12上调表达显著,干旱、盐和病原物接种处理ZmNRL5、ZmNRL7和ZmNRL19基因下调表达。综上,在玉米基因组鉴定出31个ZmNRL基因,该家族基因不仅具有明显的组织表达特异性,而且可参与玉米幼苗对生物和非生物逆境应答。

为了研究异源过表达Atvip1基因的高粱对盐碱胁迫的耐受性及相应生长情况，采用NaHCO₃∶Na₂CO₃为5∶1，75 mmol/L，pH值9.63的盐碱胁迫液在高粱三叶一心期处理，在胁迫0，4，12，24，72，120 h对根系的生长指标、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及MDA含量进行测定。结果表明：异源过表达Atvip1基因能缓解盐碱胁迫对高粱幼苗生长的伤害，可使幼苗根表面积和根体积增大，根尖数和分叉数增多，高粱主根褐化出现较晚且症状轻，侧根发生早且数量多，在72 h后仍能保证新叶正常伸展，对地上部生长影响较轻。过表达Atvip1基因可提高转基因高粱根系抗O₂^-·活力，降低MDA的含量，抗氧化酶活性增强；胁迫早期（4~12 h），SOD、CAT和GR作用明显；胁迫中期（24~72 h），所有酶均发挥作用；胁迫后期（120 h），CAT和GSH-PX起重要作用。盐碱胁迫差异转录组分析中，差异表达基因COG分析表明，防御机制在不同时间段中占比较大，获得抗氧化酶相关差异表达基因42个。异源过表达Atvip1基因可通过缓解盐碱胁迫对光合作用和生长发育的影响，降低活性氧破坏及膜损伤来提高转基因高粱对盐碱胁迫的抗性。

为探究大豆GmPP2C89基因在植物非生物胁迫响应和适应过程中的功能,利用转录组数据和荧光定量PCR方法检测GmPP2C89基因在NaCl、PEG和甘露醇处理下的表达模式;接着分析GmPP2C89基因启动子上响应非生物胁迫的顺式作用元件,并根据元件的分布克隆不同长度的启动子构建融合GUS载体,获得对应的转基因拟南芥,通过GUS染色分析启动子对NaCl、PEG和甘露醇处理的响应。构建GmPP2C89基因过表达的转基因拟南芥,在正常条件和NaCl处理条件下测定根长、叶片MDA含量和电解质渗透率以及盐胁迫相关基因(SOD、POD、CAT、RD26、RD29A和RD29B)的表达水平。结果显示,NaCl、PEG和甘露醇处理均导致大豆GmPP2C89基因表达水平显著上调;在其启动子区含有较多ABRE、DRE、G-box、MBS、MYB、MYC和TC-rich repeats等参与非生物胁迫响应的顺式作用元件,并且该启动子对NaCl处理具有更强的响应。此外,在盐处理条件下,转基因拟南芥GmPP2C89-OX根长显著大于WT,而MDA含量和电解质渗透率显著低于WT,耐盐性明显增强;抗氧化酶基因(SOD和POD)和ABA途径关键基因RD29B在GmPP2C89-OX中的表达水平显著高于WT。结果表明,大豆GmPP2C89基因受NaCl、PEG和甘露醇诱导表达上调,GmPP2C89过表达可通过激活抗氧化途径和ABA途径增强转基因拟南芥的耐盐性。

为明确干旱和盐胁迫对花生生长发育及衰老特性的影响，以花生品种花育25为试验材料，采用盆栽试验探究了开花期干旱和盐胁迫对花生叶片中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明，干旱处理（D）、盐胁迫处理（S）和旱盐共同胁迫处理（DS）均增加了叶片中可溶性蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸、O₂^·、MDA的含量。S处理和DS处理降低了叶片中SOD、POD、CAT活性，且随着胁迫时间的延长而持续降低；而D处理使叶片中SOD、CAT活性有所提高。复水10 d后，D处理叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸、O₂^·、MDA的含量较复水前下降，除可溶性蛋白外，D处理叶片SOD、POD活性和上述指标与CK差异不显著，但DS处理叶片中的SOD、POD、CAT活性、O₂^·、MDA含量与S处理均差异显著。收获期，D处理单株产量和出仁率与CK差异不显著，但DS处理的单株产量和出仁率与S处理差异显著。分析DAT9的数据得出：干旱和盐胁迫对叶片可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸含量无显著的交互作用，但对SOD、POD、CAT活性和O₂^·、MDA含量存在显著的交互作用，旱盐互作抑制了SOD、POD、CAT活性，加剧了对植物细胞膜的过氧化作用，MDA含量增加，最终降低了花生产量和出仁率。因此，盐胁迫下种植花生应及时补水，避免开花期干旱，减少盐胁迫、干旱胁迫和旱盐互作对花生的危害。

为探究不同浓度盐胁迫对萝卜幼苗生长及相关基因表达的影响，首先以11个不同类型萝卜品种为试材，通过盐胁迫对发芽率的影响，筛选出耐盐品种Yura Hama Daikon和盐敏感品种五斤红；以Yura Hama Daikon和五斤红为试材，研究了不同浓度盐胁迫对幼苗株高及叶焦指数的影响。结果表明：在100，200 mmol/L盐胁迫下，Yura Hama Daikon和五斤红的株高均显著下降，叶焦指数显著上升。相比盐敏感品种，耐盐品种株高下降幅度小，叶焦指数小。在200 mmol/L盐胁迫下，耐盐品种Yura Hama Daikon的株高下降幅度和叶焦指数分别为46.18%和20.56，而盐敏感品种五斤红为75.25%和56.11。利用qPCR对不同浓度盐处理下RsCAT和RsSOD基因在耐、感盐品种的表达模式进行分析，结果表明：低浓度盐处理后RsCAT的表达量先升后降，峰值出现在7 d左右；高浓度盐处理时，感盐品种该基因的表达量在48 h最高，而耐盐品种中表达量逐渐升高，维持时间较长，在7 d最高。RsSOD基因的表达模式表现为，高盐浓度处理后，耐盐品种的应激响应更迅速，24 h表达量最高，之后维持较高的水平，而在盐敏感品种RsSOD的表达量最大值出现在14 d。相关研究结果将为揭示萝卜响应盐胁迫机制提供参考，为创制耐盐萝卜新品种提供技术支撑。

外源施加植物甾醇衍生物-油菜素内酯的信号物质可以显著提高植物的耐盐性。为了检测过表达编码植物固醇关键酶的甲基固醇加氧酶基因(SMO)是否能提高目标植物的盐胁迫耐受性,使用子房注射法,首先将植物甾醇生物合成过程中关键酶-甲基甾醇单加氧酶的编码PnSMO1.1基因转移到裂叶牵牛中,构建了该基因的过表达转基因株系。接着以经PCR鉴定验证的转基因植物株系幼苗为试验材料,在0~200 mmol/L 梯度NaCl处理条件下,检测了不同株系植物的根长和下胚轴长度等生长参数,以及叶片细胞中丙二醛(MDA)的含量、相对电导率、油菜素甾酮和6-脱氧油菜素甾酮含量等生理指标。结果显示,在100~250 mmol/L NaCl处理下,与野生型(WT)植株或空质粒转化对照(BL)植株相比,过表达PnSMO1.1显著增加了转化植株的根和下胚轴的相对生长量,增强了转基因株系的耐盐性。另外,与WT和BL幼苗相比,在不同的NaCl浓度处理条件下,转基因株系中6-脱氧油菜素甾酮的积累显著增加,但相对电导率(rEC)值、油菜素甾酮的积累量或MDA含量均显著降低。盐渍化、干旱和低温等事件的发生,严重抑制了植物的营养生长和产量。这些结果揭示,过表达PnSMO1.1基因,可以通过调节细胞内的油菜素内酯化合物积累量的动态,进而保护质膜的结构完整性,显著提高转基因植物的耐盐性。

为探究土壤盐胁迫对不同生育时期（拔节期、开花期、成熟期）高粱植株生长及生理特性的影响，在4个盐处理水平（CK：0 g/kg，S3：3 g/kg，S5：5 g/kg，S7：7 g/kg）种植2个耐盐性不同的高粱品种高粱蔗（耐盐）和河农16（盐敏感），比较了2个品种在不同盐处理水平下、不同生育时期植株形态、根系形态、叶片光合特性及抗氧化酶活性的差异。研究结果表明：随盐胁迫程度增加，2个品种的抗氧化酶活性和叶绿素相对含量（SPAD）先升高后降低，抗氧化酶活性在S3处理或S5处理下达到最大值，且该最大值与对照间存在显著差异。2个高粱品种的丙二醛（MDA）含量，随盐处理浓度的增大而升高，在S7处理下显著高于对照，同一处理下耐盐品种高粱蔗的抗氧化酶活性高于盐敏感品种河农16，但丙二醛含量低于盐敏感品种。2个品种的光合能力受到盐胁迫的显著影响，在拔节期，S7处理显著降低了高粱蔗的Pn值，而2个品种的胞间CO₂浓度（Ci）在S7处理下均高于对照。盐胁迫下高粱地上和地下部分生长都受到影响，2个品种的基部茎粗、总根长、根面积、根尖数和分支数在S3处理下达到最大值，基部节长、株高、总根长及根体积在S7处理下达到最低值。2个高粱品种在盐胁迫下籽粒脂肪、淀粉含量下降，单宁含量在低盐处理下显著高于对照，盐胁迫使籽粒品质下降。综上，低盐（3 g/kg）能促进高粱生长，而中盐（5 g/kg）和高盐（7 g/kg）条件对高粱生长有显著的抑制作用，高粱蔗比河农16的耐盐性更强。

为探明外源褪黑素(MT)对大豆幼苗耐盐性的调节作用,筛选出不同盐胁迫下适宜的施用浓度。以大豆品种田友-2986为试验材料,设置3个盐浓度(低盐S₃:3 g/L、中盐S₅:5 g/L、高盐S₇:7 g/L )和6个MT浓度(M₀:0 μmol/L、M₁:25 μmol/L、M₂:50 μmol/L、M₃:75 μmol/L、M₄:100 μmol/L、M₅:150 μmol/L ),分析了大豆幼苗形态参数、生物量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量。随着盐胁迫程度的增大,大豆幼苗的根系形态参数、生物量、根冠比、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量降低,丙二醛含量增加。低盐(S₃)和中盐(S₅)胁迫下,外施50 μmol/L MT大豆根系总长度、侧根数、SOD和POD较不施加分别提高了52.30%,19.98%,74.10%,40.03%(低盐)和68.52%,19.24%,81.72%,37.42%(中盐);高盐(S7)胁迫下,外施75 μmol/L MT分别提高了71.17%,19.11%,80.79%和27.01%。盐胁迫下,外源25~100 μmol/L 的MT不同程度上促进了大豆幼苗生长,提高耐盐性。隶属函数综合评价表明,在低、中盐胁迫下,50 μmol/L MT的缓解盐害效果最好;高盐胁迫下,MT这一适宜浓度在75 μmol/L。MT缓解大豆幼苗盐害主要在于它提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,降低了丙二醛含量,从而缓解了盐胁迫下大豆的氧化胁迫和渗透胁迫。

盐胁迫对作物的产量和品质造成巨大的威胁,而大麦作为耐盐研究的先锋作物之一,开展其耐盐机理的解析,可为作物耐盐育种提供理论依据。以前期获得的盐敏感裸大麦地方品种B87和耐盐裸大麦地方品种B94为供试材料,在三叶期使用200 mmol/L NaCl处理7 d后,对其地上部组织进行了转录组和代谢组测序,并通过联合分析揭示裸大麦的耐盐性分子机理。结果显示,转录组和代谢组分析中,B87鉴定到了2 240个差异表达基因(DEGs)和198个差异丰度代谢物(DAMs),而B94鉴定到了923个DEGs和232个DAMs。经韦恩分析,耐盐裸大麦品种B94中特异DEGs和特异DAMs分别为480,129个。进而,又对DEGs和DAMs分别进行了GO和KEGG分析,其中B94的DEGs特异显著富集到11个通路,而其DAMs则仅特异显著富集到1个通路。另外,还对转录组和代谢组进行了相关性分析,发现基因与代谢物的变化既存在一致性,也存在不一致性。这些工作不仅丰富了对裸大麦耐盐性分子机理的理解,也为未来裸大麦耐盐育种提供了有价值的线索。

为了探究施用有机肥对盐碱土壤脱盐效果的长期效应,以腐熟牛粪为改良材料,根据牛粪施用年限共设置4个处理,分别为:施用牛粪8,12,18 a,以未施用牛粪的作为对照。通过对土壤可溶性盐分组成、交换性盐基、有机质、容重、EC和pH值等指标的测定,定量化探讨牛粪对各个指标影响及其关系,阐明长期施用牛粪对盐碱土脱盐效果的影响。结果表明,长期施用牛粪显著降低了土壤HCO₃^-的含量,消除了CO₃^2-;降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度和土壤有机质;降低了Na⁺含量,增加了土壤交换性Ca²⁺、可溶性K⁺和Mg²⁺含量。相关性分析表明:土壤ESP和pH值与交换性Na⁺、HCO₃^-和CO₃^2-含量呈显著正相关,土壤pH值与土壤有机质呈显著负相关关系。回归分析表明:影响钠吸附比的主要因素是可溶性Mg²⁺,其次是可溶性Na⁺,即:施用牛粪后,SAR的降低主要是由于可溶性Mg²⁺的增加和可溶性Na⁺的降低而引起的。相关性分析表明:牛粪的累积施用量与土壤pH值、EC、ESP和SAR等呈显著负相关。综上所述,每年施用牛粪导致了土壤pH值、碱化度、电导率和钠吸附比显著降低,这是由于土壤胶体上的Na⁺被游离的Ca²⁺替换,并且促进了土壤可溶性盐从土壤表层淋溶,降低了可溶性盐的含量,也使得可溶性盐的离子组成发生了变化。这些可能是每年施用有机肥导致土壤钙镁离子含量以及土壤孔隙度增加,土壤容重降低的结果。

为探究秦琼(Q)燕麦和梦龙(M)燕麦在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌群落多样性和土壤酶活性相互关系,采用细菌16S rRNA高通量测序技术和土壤酶活比色分析法,对秦琼和梦龙在盐碱胁迫处理0,6,12,24,48 h下根际土壤细菌群落结构和土壤酶活性进行对比分析。结果显示,在门水平上,秦琼根际土壤中放线菌门、变形菌门相对丰度占比高于梦龙。在属水平上,秦琼根际土壤中的芽孢杆菌属、节杆菌属相对丰度占比高于梦龙,但假单胞菌属相对丰度占比低于梦龙。盐碱胁迫48 h后,秦琼根际的土壤多酚氧化酶(S-PPO)、土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤脱氢酶(S-DHA)、土壤转化酶(S-AI)活性是梦龙的1.32,1.53,1.38,1.28倍。且S-CAT活性与细菌ACE、Chao多样性指数呈显著正相关。秦琼可以通过改变优势菌群的相对丰度占比,影响细菌群落结构变化,提高细菌群落多样性指数与土壤酶活性,而梦龙根际的细菌群落变化不显著。土壤微生物群落多样性是决定燕麦品种耐盐碱能力的重要因素。

为了明确盐胁迫下甜菜是否存在自噬现象及其与植株耐盐生理特性的关系，以耐盐型甜菜品种LS2004和盐敏感型甜菜品种KWS7125为试验材料，研究在不同盐梯度处理下甜菜的自噬发生情况、活性氧含量、渗透调节物质含量及其之间的作用关系。结果表明：盐胁迫可诱导甜菜幼苗体内自噬现象的发生，自噬参与了甜菜幼苗对盐胁迫的防御过程，具体表现为随着盐浓度升高自噬作用增强，在300 mmol/L盐胁迫条件下，LS2004的自噬作用最强、自噬体数最多，为KWS7125的1.22倍。KWS7125的活性氧含量高于LS2004，在200 mmol/L处理下二者的过氧化氢含量达到峰值，分别较对照增加了40.06%及41.54%。在各处理下，KWS7125的超氧阴离子含量与相对电导率均高于LS2004。LS2004的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量及可溶性总糖含量均随着盐浓度的升高而呈现先上升后下降的变化规律，但与KWS7125之间变化规律存在差异。综上，盐胁迫下甜菜幼苗存在自噬现象，并且甜菜幼苗可通过自噬作用、缓解氧化损伤与渗透调节物质含量等综合作用来提高甜菜耐盐能力。

在盐、碱胁迫条件下，分析水稻苗期的根数和根长并定位其QTL位点，为水稻的耐盐性和耐碱性的遗传机制及分子标记辅助育种提供理论基础。以盐碱敏感水稻品种东农425与强耐盐碱水稻品种长白10为亲本构建的重组自交系（RIL）为作图群体，在盐胁迫140 mmol/L的NaCl和碱胁迫0.15% Na₂CO₃的处理条件下，以正常浇灌为对照，进行水稻苗期时根数和根长的测定，利用QTL IciMapping v3.3软件的完备区间作图法（ICIM）分别对盐、碱胁迫和对照条件下水稻的根数和根长进行QTL分析。检测到18个加性效应QTL，在第1，2，3，4，5，7，8，9和10染色体上，LOD值为2.01~3.35，表型变异的贡献率为6.02%~20.06%。自然条件下，检测到4个与根数相关的QTL，qNRN7-2贡献率最大，为12.46%，未检测到根长相关的QTL。在盐胁迫下，共检测到5个与根长、根数相关的QTL，qSRN3的贡献率最大，为20.06%。在碱胁迫下，共检测到与根数和根长相关的3个QTL，qARN2的贡献率为12.99%；qARL3和qARL5的贡献率分别为7.04%和8.88%。共检测到4个自然条件与盐胁迫差值的根数和根长相关的QTL，其中，qN-SRN8-2和qN-SRL1贡献率较大，分别为14.01%和14.12%。在自然条件与碱胁迫的差值条件下，共检测到2个与根长、根数相关的QTL，分布在3，10号染色体上；检测到1个与根数相关的QTL，位于3号染色体上的qN-ARN3，贡献率为6.02%；检测到1个与根长相关的QTL，位于10号染色体上的qN-ARL10，贡献率为7.45%。在盐胁迫和碱胁迫条件下，水稻苗期的根数和根长都受到明显影响，相对于盐胁迫，水稻对碱胁迫更为敏感。

为了探讨盐胁迫对寒地粳稻籽粒淀粉合成积累的影响，进一步丰富寒地粳稻耐盐研究的生理基础。通过盆栽试验，以耐盐性不同的2个寒地粳稻品种供试材料研究不同浓度盐胁迫下寒地粳稻籽粒淀粉合成关键酶活性变化规律及其与淀粉含量间的关系，揭示寒地粳稻籽粒淀粉合成代谢对盐胁迫的响应机制，研究盐胁迫对寒地粳稻产量及产量构成因素的影响，明确盐胁迫下寒地粳稻产量形成机制。结果表明，与对照相比，盐胁迫下寒地粳稻籽粒可溶性淀粉合成酶（SSS）、ADPG焦磷酸化酶、淀粉分支酶（Q酶）活性降低，籽粒总淀粉、支链淀粉含量下降，而直链淀粉含量升高。同时，随着盐浓度的升高，产量构成因素各指标逐渐下降，盐胁迫主要影响牡丹江30的穗粒数及结实率从而影响产量，影响龙稻5有效穗数及结实率。当土壤含盐量大于0.075%时，理论产量受到较大影响。就品种而言，与牡丹江30相比，由于盐胁迫下耐盐性品种龙稻5具有相对较高的淀粉合成酶活性，使其籽粒淀粉及其组分含量较高，有利于籽粒干物质积累，确保其产量在盐胁迫下仍能维持在相对较高的水平。因此，籽粒淀粉合成关键酶活性是不同耐盐性品种响应盐胁迫的差异产物，其活性变化规律及高低可作为耐盐性鉴定的指标。

为探讨绿肥种植对盐碱地淡水淋盐下土壤及淋溶液碳氮含量的影响,于2021年10月至2022年5月设置冬闲(T1)、冬牧70黑麦(T2)和油菜(T3)3个处理进行大田试验,测定土壤及淋溶液有机碳(SOC)、硝态氮($\mathrm{NO}_{3}{ }^{-}-\mathrm{N}$)、铵态氮($\mathrm{NH}_{4}^{+}-\mathrm{N}$)空间分布情况。结果表明,T1、T2、T3处理0~30 cm土层中土壤有机碳分别由淋盐前的6.20,6.58,7.24 g/kg增加到淋盐后的6.48,7.39,8.06 g/kg,增幅分别为4.41%,12.20%,11.23%。淋盐前后0~60 cm土层中T1处理土壤硝态氮含量显著高于T2和T3,淡水淋盐后,0~30 cm土层各处理分别降低42.42%,3.85%,10.84%;60~90 cm土层中减少了1.38%,7.96%,18.11%。淋盐前各土层土壤铵态氮含量不同处理之间无显著差异,淋盐后各土层土壤铵态氮含量均以T2含量最高。综上,淋盐灌溉后,相较于淋盐前各处理不同土层土壤有机碳均呈增加趋势,而土壤氮素则呈明显降低趋势,通过对土壤及淋溶液氮素含量分析发现,淋盐灌溉造成的氮素淋失主要以硝态氮为主。相较于冬闲田,种植油菜绿肥对土壤氮素提高有明显效果,而种植冬牧70绿肥对减少土壤氮素淋失具有最佳效果。

为鉴定水稻盐和干旱胁迫下相关miRNA及其响应规律，以三叶一心水稻幼苗为材料，采用实时定量PCR的方法研究了盐 （NaCl） 和干旱胁迫（PEG）0，3，6，12，24，48 h后10个miRNA及其靶基因的响应。结果表明，miRNA在盐和干旱胁迫下均存在时序性和组织特异性表达。盐胁迫处理下随处理时间的增加，miR156、miR164、miR167、miR169、miR171在根部的表达量呈上调趋势，miR159、miR160、miR319、miR398、miR1848在处理后3 h呈下调趋势，而后呈上调趋势；且在处理后3 h或6 h时所有miRNA均在地上部的表达量均最低。干旱胁迫处理后，根部miRNA随处理时间的增加基本表现为下降趋势；地上部随处理时间的延长，miR156、miR159、miR160、miR171的表达量呈先下降后维持在较低水平，而miR164、miR167、miR169、miR319、miR398、miR1848的表达量呈下调的趋势。miRNA靶基因的表达也存在明显的组织特异性和时序性，且仅少数miRNA与其靶基因的表达量呈负相关关系，证明miRNA通过调节其靶基因参与植物逆境响应及其调控网络的复杂性。

为了研究不同浓度NaCl胁迫对小麦生理特性及TaNHX1基因表达的影响，以鲁原502和青麦6号2个小麦新品种为试验材料，50，100，150，200 mmol/L NaCl胁迫下测定2个小麦品种种子发芽率、幼苗鲜质量、根系活力、质膜透性、MDA含量、Na⁺含量等生理指标，并通过荧光定量PCR方法对小麦耐盐基因TaNHX1在根部和茎基部的表达量进行了比较。结果表明，100 mmol/L以上浓度NaCl胁迫下青麦6号种子发芽率显著高于鲁原502；低浓度NaCl胁迫对青麦6号幼苗生长具有显著促进效应，150 mmol/L NaCl胁迫下青麦6号幼苗鲜质量显著降低，而鲁原502幼苗鲜质量在100 mmol/L NaCl胁迫下就开始显著降低；高浓度NaCl胁迫下鲁原502根系活力下降幅度显著大于青麦6号；相同浓度NaCl胁迫下鲁原502叶片质膜透性和MDA含量均显著高于青麦6号，说明NaCl胁迫对青麦6号叶片细胞质膜伤害较小；高浓度NaCl胁迫下青麦6号根部和茎基部Na⁺含量均显著高于鲁原502，说明青麦6号根部和茎基部的拒Na⁺能力显著大于鲁原502，可以有效限制Na⁺向地上部运输；鲁原502和青麦6号的TaNHX1基因分别在100，150 mmol/L NaCl胁迫下达到最高表达量。以上结果说明青麦6号比鲁原502更耐盐，鲁原502的最高耐盐浓度为100 mmol/L，青麦6号的最高耐盐浓度为150 mmol/L。

为了探索非生物胁迫下硅对辣椒CaMADS-box基因表达的影响，以豫椒101为材料，在对辣椒CaMADS-box基因片段同源克隆的基础上，对其编码的部分蛋白进行氨基酸同源性分析、理化性质预测、亚细胞定位预测和进化树分析，探讨了硅处理后辣椒CaMADS-box基因在高温胁迫、盐胁迫下表达量的变化，结果表明，克隆得到的CaMADS-box基因所编码的蛋白为亲水性蛋白，含有MADS结构域，属于MADS基因家族，亚细胞定位在细胞核中，分子进化树表明其与茄属和烟草属亲缘关系最近，相似性达到67%。荧光定量分析表明，CaMADS-box基因在高温胁迫和盐胁迫后表达量都呈现出先升高后下降的模式，高温胁迫下48 h达到峰值，而盐胁迫在24 h达到峰值，硅处理能够诱导CaMADS-box基因表达，在高温胁迫和盐胁迫下都在12 h达到高峰值，这表明CaMADS-box是一个硅快速响应基因，推测硅处理在缓解辣椒高温胁迫和盐胁迫等非生物胁迫方面具有重要作用。

为明确不同生育时期花生根际土壤微生物群落结构变化对盐胁迫的响应，以花育25为试验材料，采用盆栽试验设置3个盐胁迫梯度处理，研究盐胁迫对花生产量的影响，通过高通量测序技术分析盐胁迫下花生开花期和收获期根际土壤微生物群落结构变化。结果表明：在不同盐胁迫处理下花生根际微生物组成基本相似，但其多样性和丰富度在开花期和收获期有明显差异。高盐胁迫下开花下针期根际细菌群落多样性和丰富度较高，而收获期土壤根际微生物种类丰富度和多样性均降低；不同胁迫处理花生根际土壤的优势菌门均为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门和Patescibacteria。盐胁迫明显提高了蓝细菌门及γ-变形菌纲、疣微菌纲、拟杆菌纲的相对丰度，尤以开花下针期明显；样本层级聚类结果显示，花生根际微生物菌群多样性差异受花生生长发育阶段和盐胁迫强度影响较大，盐胁迫处理下同一生育时期样本各聚为一类；KEGG代谢功能基因分析表明，所有处理菌群涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素的代谢等功能基因丰度富集，而涉及信号转导、脂质代谢、复制和修复、异种生物的生物降解和代谢、其他氨基酸的代谢、折叠分类和降解等功能的丰度较低。盐胁迫处理使涉及物质和能量代谢、膜运输、翻译复制和修复以及信号转导等优势细菌功能基因丰度增加，花生百果质量和百仁质量降低，从而降低花生产量。因此，盐胁迫对花生根际细菌群落结构的变化和花生产量影响较大，通过改良土壤微生物环境来提高花生盐胁迫耐受性，为盐碱地区发展花生生产提供理论依据。

为探讨转脂蛋白在非生物逆境中的作用，将ZmLTP3基因利用花粉管通道法转入玉米自交系京2416中，在PCR和EPSPS速测试纸鉴定基础上连续自交获得转基因阳性株系。以转基因株系OE6、OE10、OE18作为试验组，以自交系京2416为对照（WT），进行盐胁迫处理，比较二者之间在形态指标和生理指标方面的差异。结果显示，在正常生长条件下，转基因株系与野生型的各项指标均无显著差异。在盐胁迫条件下，与野生型相比，转基因株系的株高、茎基宽、根长、鲜质量、干质量及叶绿素含量均显著增加，表现出较好的生长状态；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性也显著升高，显示出较高的活性氧清除能力；同时，丙二醛（MDA）含量及相对外渗电导率水平则显著下降，暗示其体内较低程度的细胞伤害水平。以上结果表明，ZmLTP3基因的过量表达可提高玉米的耐盐胁迫能力。

为研究野大豆TIFY家族基因在野大豆耐盐碱过程中的分子特性及表达特性，以极度耐盐碱野大豆G07256的cDNA为模板，结合前期转录组数据，采用同源克隆的方法，获得了GsTIFY6B基因，其全长CDS大小为1 047 bp。GsTIFY6B蛋白编码348个氨基酸，分子量为36.8 ku，等电点为9.12，是一个不稳定蛋白。系统进化树分析结果显示GsTIFY6B与大豆、绿豆、木豆和蔓花生的TIFY家族蛋白同源关系最近，含保守域TIFY和Jas。采用荧光定量PCR技术检测GsTIFY6B在野大豆不同部位以及盐碱胁迫和激素处理下的转录水平，结果表明，GsTIFY6B在根中相对表达量最高；在盐胁迫处理下，GsTIFY6B在野大豆根和叶中的表达量均表现出上调；在碱胁迫处理下，GsTIFY6B在野大豆叶和根中的表达量表现出先下调后上调表达，推测该基因可能参与野大豆盐碱胁迫防御反应；在ABA胁迫处理下，GsTIFY6B在野大豆的根中表现出下调表达，而在叶中6，12 h出现上调表达；在MeJA胁迫处理下，GsTIFY6B在根中先下调后上调表达，而在叶中表现出上调。研究表明，GsTIFY6B可能通过参与ABA和MeJA信号通路积极响应盐碱胁迫，对后期研究野大豆耐盐碱的分子机制提供了理论基础。

应用水中溶出率法和轻度盐碱土壤玉米根下土埋法,研究硫包膜尿素在轻度盐碱土壤的释放特征及其对春玉米氮吸收和产量的影响,并且与腐植酸包膜尿素和普通尿素进行了比较。结果表明,硫包膜尿素在静水中初期养分释放率大,后期明显出现养分"锁定效应"和"尾留效应"现象,仅能释放出59.33%左右的养分;在轻度盐碱土壤中,其释放与静水释放趋势一致,但在玉米收获时养分释放率达87.9%,在玉米全生育期,其累积释放呈现逐渐递增的趋势,与玉米吸氮曲线相吻合;而与之相比较,腐植酸包膜尿素和普通尿素的释放规律与玉米吸氮曲线吻合度较差。硫包膜尿素处理与腐植酸包膜尿素和普通尿素2个处理相比,玉米成熟期氮吸收总量分别增加26.97%和44.32%,产量分别增加8.73%和22.43%,差异均显著;苗期耕层土壤pH值分别降低0.66,0.51。硫包膜尿素处理的穗长、百粒质量分别比腐植酸包膜尿素处理和普通尿素处理高1.33%,4.65%和2.69%,8.41%,硫包膜尿素处理的秃尖和穗粒数与普通尿素处理的差异显著。说明硫包膜尿素在轻度盐碱地上应用可降低土壤pH值、增强玉米植株氮素吸收利用能力,释放特征更符合玉米氮素养分的吸收规律。