氰丙氨酸合酶和线粒体交替氧化酶在895杨乙烯抗盐响应中的调控机制开题报告

1. 研究目的与意义

我国西北、华北、东北和沿海地区分布许多盐碱土，而江苏省苏北地处黄海之滨，也拥有大量盐碱土。通常土壤含盐量在0.2%-0.5%时即不利于生长，而盐碱土高达0.6%-10%时，严重伤害植物，危害农林业生产，因此对植物抗盐害的研究十分必要。

南林895杨为美洲黑杨杂种无性系后代，因此具有美洲黑杨的形态特征：高大乔木，主干通直发达，整个生长期为250多天。无性繁殖能力较强，具有相对稳定的遗传特性，喜水、喜肥、喜光，在光照充足、水肥充足的情况下，其生长十分迅速。对溃疡病及褐斑病抗性较强，较耐干旱脊薄，在内陆沿海地区盐碱地上生长良好。本选题以南林895杨为材料，进行盐胁迫研究。通过895杨中氰丙氨酸合酶、交替氧化酶及乙烯合成相关基因表达的监测，胁迫相关生理指标的测定，探讨氰丙氨酸合酶和线粒体交替氧化酶在895杨乙烯抗盐响应中的调控机制，为杨树抗性分子育种提供理论基础。

2. 国内外研究现状分析

以往的研究表明：盐胁迫通过诱导H₂O₂的积累，以增强乙烯生物合成，增加植株的抗性响应。植物体内乙烯含量的增加伴随着氰化氢（HCN）的累积。氰化物具有很强的毒性，对植物有伤害。此时，植物会诱导氰丙氨酸合酶（CAS）的活性增强，反过来降低氰化物的含量，使其维持在安全范围以内，减少氰化物对植株的伤害。200 mmol/L NaCl处理导致盐芥叶片内HCN含量达到峰值后下降，并在48h接近对照。随之变化的是CAS基因表达也有类似趋势，但下降后仍明显高于对照。

另外，盐胁迫诱导拟南芥愈伤组织内H₂O₂含量上升会引起乙烯合成增加，进而诱导AOX基因表达增强和交替呼吸的上升以缓解盐胁迫的伤害。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本选题拟以南林895杨为材料，进行盐胁迫研究。通过895杨线粒体乙烯、cas和aox相关基因表达的测定、还有测定半胱氨酸、脯氨酸有害的过氧化物产物丙二醛（mda）含量以及活性氧化学染色等胁迫相关指标的情况。在实验过程中需要用到excel、spss、实时荧光定量pcr技术等软件分析。从而探讨

895杨呼吸作用对盐胁迫的响应的分子机制，并探讨乙烯诱导cas增强以降低hcn含量，以及乙烯促进aox增强在抗盐胁迫响应中的调控作用，为杨树抗性分子育种提供理论基础。

4. 研究创新点

前人对乙烯下游诱导CAS的抗氰作用和交替呼吸的抗氧化作用有相关报道。本研究以南林895杨为材料，通过对比实验的方式研究乙烯下游对CAS基因和AOX基因的调控机制和相互关系，为为杨树抗性分子育种提供理论基础。