鹽堿脅迫下不同水稻品種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及相關(guān)基因的變化

張婷婷，楊美英，王春紅，孫合美，齊春艷，侯立剛,武志海

(1 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) a 生命科學(xué)學(xué)院，b 農(nóng)學(xué)院，吉林 長春 130118；2 中國農(nóng)業(yè)東北創(chuàng)新中心水稻研究所，吉林 公主嶺 136102)

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鹽堿脅迫下不同水稻品種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及相關(guān)基因的變化

張婷婷1a，楊美英1a，王春紅1a，孫合美1a，齊春艷2，侯立剛2,武志海1b

(1 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) a 生命科學(xué)學(xué)院，b 農(nóng)學(xué)院，吉林 長春 130118；2 中國農(nóng)業(yè)東北創(chuàng)新中心水稻研究所，吉林 公主嶺 136102)

[摘要]【目的】 分析鹽堿濃度、脅迫時間對不同水稻品種各齡苗有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響及不同品種對鹽堿脅迫響應(yīng)的差異，為鹽堿地改良水稻品種的選擇及其敏感期防護提供理論依據(jù)?！痉椒ā?選擇耐鹽堿水稻品種長白9號和普通栽培品種吉粳78為材料，研究3個鹽堿濃度(10，40，80 mmol/L)、4個處理時間(24，48，72，84 h)對3種苗齡(30，45，70 d)水稻葉片脯氨酸、甜菜堿、肌醇含量及Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)、甜菜堿醛脫氫酶(BADH1、BADH2)、肌醇單磷酸酶(IMP)基因表達量的影響，以正常水培的水稻為對照?！窘Y(jié)果】 正常水培條件下長白9號葉片脯氨酸、甜菜堿含量高于吉粳78。鹽堿脅迫條件下，長白9號和吉粳78葉片的脯氨酸、甜菜堿和肌醇含量均上升，P5CS、BADH1、BADH2、IMP基因表達量也高于對照。40 mmol/L NaCO3-NaHCO3處理較10和80 mmol/L處理更有利于植株積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及上調(diào)相關(guān)基因的表達。長白9號滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及其基因表達量的變化遠大于吉粳78。鹽堿脅迫24和48 h能使長白9號及時做出響應(yīng)，并隨著脅迫時間的延長甜菜堿、肌醇含量及BADH1、BADH2、IMP表達量持續(xù)升高，而吉粳78對鹽堿脅迫響應(yīng)較晚。2種水稻30，45 d齡苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化及相關(guān)基因表達量的變化均比70 d明顯?！窘Y(jié)論】 長白9號耐鹽堿的特性與其植株體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)豐富且對鹽堿脅迫響應(yīng)快的生理現(xiàn)象有關(guān)。2種水稻對鹽堿脅迫具有一致的生理響應(yīng)敏感閾值，在耐受條件下，鹽堿地種植水稻更適宜大苗移栽。

[關(guān)鍵詞]水稻；鹽堿脅迫；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)；脯氨酸；甜菜堿；肌醇

根據(jù)中國科學(xué)院的統(tǒng)計，分布在我國西北、東北及濱海地區(qū)的鹽堿荒地和鹽堿障礙耕地總面積超過3 333.3 萬hm2，其中具有農(nóng)業(yè)利用潛力的近1 333.3 萬hm2，占我國耕地總面積的10%以上[1]。因此，合理有效地利用鹽堿土，擴大作物種植面積，增加糧食產(chǎn)量已成為共識。

土壤鹽堿化嚴(yán)重影響種子萌發(fā)和幼苗生長，使糧食和牧草產(chǎn)量、質(zhì)量大幅度下降[2]。鹽堿對植物的傷害主要為滲透脅迫和離子毒害2種。為了維持正常的細(xì)胞生理功能和滲透壓，植物體有明顯的滲透調(diào)節(jié)生理響應(yīng)機制，其中脯氨酸、甜菜堿、肌醇和可溶性糖等是植物體在逆境脅迫條件下產(chǎn)生的主要有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[3]。植物體可通過鳥氨酸途徑和谷氨酸途徑合成脯氨酸，逆境條件下脯氨酸主要合成途徑是后者。Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)是谷氨酸合成途徑中的限速酶，它是一個雙功能酶，具有谷氨酸激酶和谷氨酸-γ-半醛脫氨酶活性，可催化脯氨酸合成的前2步反應(yīng)，同時它又可以被其產(chǎn)物脯氨酸反饋抑制[4]。甜菜堿是甘氨酸的衍生物，被認(rèn)為是最好的滲透調(diào)節(jié)劑，能保護細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和代謝酶的活性，甚至有穩(wěn)定膜的作用[5]，由膽堿經(jīng)2步氧化生成，這2步反應(yīng)分別由膽堿單氧化酶和甜菜堿醛脫氫酶(BADH)催化。目前，BADH基因已先后從菠菜、高粱、甜菜等植物中分離和鑒定[6]。肌醇是經(jīng)肌醇單磷酸酶(IMP)催化脫磷酸作用生成的[7]，由于含有多個羥基，可以有效地維持植物細(xì)胞中的水活度，從而能夠有效地避免和減少鹽漬環(huán)境中植物的滲透脫水[8]。

水稻是強耐鹽作物，全生育期內(nèi)幾乎處于淹水狀態(tài)，通過灌水淋洗鹽分，不僅可以防止鹽分向地表積累，而且水稻根系分泌的有機酸還能中和土壤堿性，可改良土壤物理性狀[9]。灌溉種植水稻已成為提高鹽堿地區(qū)水稻生產(chǎn)能力和改善生態(tài)環(huán)境的最有效的途徑之一[10]。但不同地區(qū)鹽堿土類型及鹽堿程度不同，吉林省西部地區(qū)受地質(zhì)氣候條件的影響，約有170萬hm2土地屬內(nèi)陸蘇打鹽漬型鹽堿土[11]，兼有不同的鹽化和堿化特征[12]。長白9號是由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育而成的耐鹽堿水稻品種，在pH 8.0～8.5和土壤含鹽量0.3%的鹽堿條件下表現(xiàn)正常[13]。楊春武[14]報道，水稻生理參數(shù)在48 h變化最明顯。張麗麗等[15]對長白9號進行了10，20，30 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理，發(fā)現(xiàn)30 mmol/L時，其葉片都有積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的反應(yīng)。本研究以耐鹽堿水稻品種長白9號和普通栽培品種吉粳78為材料，采用qPCR的方法，研究3個鹽堿濃度、4個處理時間對3種苗齡水稻葉片脯氨酸、甜菜堿、肌醇含量及Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)、甜菜堿醛脫氫酶(BADH1、BADH2)、肌醇單磷酸酶(IMP)基因表達量的影響，綜合分析鹽堿處理濃度、脅迫時間對不同水稻品種各苗齡有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)形成的影響，探討不同品種、不同苗齡水稻滲透能力對鹽堿脅迫的響應(yīng)程度，為改良鹽堿地水稻品種的選擇及其敏感期防護提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料的處理

選擇耐鹽堿水稻品種長白9號和普通栽培品種吉粳78為材料，2品種均由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。水稻種子過夜浸泡后在氣候培養(yǎng)箱中進行萌發(fā)，晝夜溫度分別為(30±0.5) ℃和(25±0.5) ℃，每天光照16 h。將萌發(fā)2 d的水稻種子擺放在固定于塑料桶(容量2 L)的紗布上進行水培，營養(yǎng)液根據(jù)國際水稻研究所(IRRI)的常規(guī)營養(yǎng)液配方配制[14]，營養(yǎng)液用量以正好浸沒種子為宜，每周更換一次。水培試驗在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)植物培養(yǎng)室中進行，每天光照11 h，晝夜溫度分別為(22±0.5) ℃和(17±0.5) ℃，相對濕度為(60±5)%。

1.2鹽堿處理及取樣

將Na2CO3、NaHCO32種堿性鹽用常規(guī)營養(yǎng)液分別配制成10，40和80 mmol/L 3個濃度梯度的溶液。在水稻苗齡30，45和70 d時，分別選取長勢均勻的2品種水稻苗各36桶，隨機分成4組，進行3個梯度的鹽堿脅迫處理，同時設(shè)常規(guī)營養(yǎng)液培養(yǎng)處理對照(CK)。分別在脅迫處理24，48，72和84 h取葉片樣品，一部分樣品經(jīng)液氮冷凍后，轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱保存，用于RNA的提??；其他樣品在120 ℃的烘箱中殺青10 min，于80 ℃下烘干24 h，然后用粉碎機(屹立不銹鋼50 g粉碎機)粉碎，過孔徑 0.425 mm篩，用于脯氨酸[16]、甜菜堿[17]和肌醇[18]含量的測定。

1.3鹽堿脅迫對水稻幼苗葉片基因表達的影響

1.3.1RNA的提取及cDNA的合成采用RNAiso Plus 試劑(TaKaRa,中國大連)提取葉片樣品總RNA。采用20 μL的反轉(zhuǎn)錄體系合成cDNA，其中包括Total RNA 1 μL，0.5 μg/μL Oligo(dt)181 μL，2×ES Reaction Mix 10 μL，Easy Script TM RT 1 μL，RNase-free water 7 μL。反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA用于實時熒光定量PCR(qPCR)分析。

1.3.2反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的qPCR擴增根據(jù)GenBank中公布的P5CS、IMP、BADH1、BADH2基因序列(4個基因的GenBank登錄號分別為AY574031.1、AB012107.1、AB001348.1、AB096083.1)，設(shè)計引物。選用Actin為看家基因，其引物見文獻[19]。本試驗所用引物均由上海生物工程有限公司合成，序列詳見表1。

表 1　本試驗供試PCR引物

采用TaKaRa 公司SYBR Premix ExTaqTMⅡ (TLi RNaseH Plus )試劑盒進行qPCR，反應(yīng)體系為25 μL，其中包含SYBR?Premix ExTaqTM(2×) 12.5 μL、PCR Primers(10 μmol/L)各1.0 μL、ROX Reference Dye(50×) 0.5 μL、反轉(zhuǎn)錄cDNA模板2 μL，ddH2O 8 μL。反應(yīng)于 Step One Plus PCR 儀上進行，每個樣品3次平行反應(yīng)，采用兩步法PCR擴增標(biāo)準(zhǔn)程序擴增：95 ℃預(yù)變性30 s；95 ℃ 5 s，60 ℃ 30 s，循環(huán)40次。

通過擴增曲線和熔解曲線，確定引物的特異性。利用Step One 生物軟件和Microsoft Excel、DPS分析處理試驗結(jié)果，參照ABI公司提供的ΔΔCt方法計算相對表達量。

2結(jié)果與分析

2.1鹽堿脅迫對水稻葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

2.1.1脯氨酸鹽堿脅迫對水稻葉片脯氨酸含量的影響結(jié)果見表2。由表2可以看出，長白9號CK樣品脯氨酸含量略高于吉粳78 CK樣品；鹽堿處理2品種水稻不同苗齡幼苗葉片中脯氨酸含量與對照相比都有不同程度增加；長白9號3種苗齡樣品脯氨酸含量都有較大變化，而吉粳78只有10 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理的30 d苗齡樣品中脯氨酸含量變化明顯，其他苗齡樣品與CK相比脯氨酸含量的變化都小于長白9號。長白9號3種苗齡水稻脯氨酸含量均隨著鹽堿脅迫濃度的增加而增大，80 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理的脯氨酸含量達到最大值，并顯著高于其他處理。45和70 d苗齡的吉粳78水稻葉片脯氨酸含量表現(xiàn)同樣的變化規(guī)律，但在30 d苗齡時，10 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理的脯氨酸含量達到最大，之后隨著處理濃度的增加脯氨酸含量逐漸下降。

2水稻品種各處理同一脅迫時間樣品脯氨酸含量均隨苗齡的增加呈現(xiàn)下降趨勢。45和70 d苗齡2水稻品種各樣品脯氨酸含量在脅迫84 h時達到最高，但苗齡為30 d時，長白9號和吉粳78各樣品分別在脅迫48和84 h時達到最大值。

表 2　鹽堿脅迫對水稻葉片脯氨酸含量的影響

注：同行數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note：Different lowercase letters in each row present significant difference atP<0.05 level.The same below.

2.1.2甜菜堿鹽堿脅迫對水稻葉片甜菜堿含量的影響結(jié)果見表3。由表3可以看出，鹽堿處理前長白9號水稻樣品甜菜堿含量稍高于吉粳78。 Na2CO3-NaHCO3鹽堿脅迫下2水稻品種各樣品中甜菜堿含量均高于CK。

10 mmol/L Na2CO3-NaHCO3鹽堿脅迫長白9號品種30和70 d苗及吉粳78 45和70 d苗24 h就能顯著提高水稻葉片中的甜菜堿含量。長白9號、吉粳78品種3種苗齡葉片甜菜堿含量均在40 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理時顯著增加，并達到最大值。

2水稻品種CK樣品甜菜堿含量表現(xiàn)為脅迫30 d>70 d>45 d。30 d苗齡時，CK及相同濃度鹽堿處理下長白9號樣品甜菜堿含量大于吉粳78，且2品種均在84 h達到最大值；而45和70 d苗齡2品種水稻甜菜堿含量則都是在40 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理48 h時達到最大值。

2.1.3肌醇從表4看可以出，長白9號CK樣品肌醇含量明顯低于吉粳78 CK樣品。與CK相比，鹽堿脅迫可以使各苗齡水稻葉片中肌醇含量有不同程度提高，長白9號3個苗齡樣品肌醇含量的變化都高于吉粳78。

3種苗齡長白9號水稻葉片肌醇含量均隨著鹽堿脅迫濃度的增大而增大，在40 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理達到最大值，之后呈下降趨勢；45和70 d苗齡的吉粳78水稻葉片肌醇含量也在40 mmol/L達到最大值，而30 d苗齡吉粳78，40與80 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理樣品肌醇含量差異很小。

2水稻品種CK肌醇含量都隨苗齡的增加而減少，這與脯氨酸含量變化一致。45 d苗齡2水稻品種在鹽堿脅迫24 h達到最大值，而其他苗齡并沒有表現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。

表 3　鹽堿脅迫對水稻葉片甜菜堿含量的影響

表 4　鹽堿脅迫對水稻葉片肌醇含量的影響

2.2鹽堿脅迫對水稻幼苗葉片基因表達的影響

2.2.1P5CS基因表達量的差異鹽堿脅迫對2種水稻葉片P5CS基因表達量的影響結(jié)果如圖1所示。由圖1-A可知，CK及Na2CO3-NaHCO3鹽堿處理長白9號的P5CS基因表達量均高于相同處理下吉粳78。隨著鹽堿脅迫濃度的增大，2水稻品種P5CS基因表達量均有增加，且始終高于CK；40 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理下2水稻品種樣品P5CS基因表達量達到最大值，

圖 1鹽堿脅迫對長白9號和吉粳78水稻葉片P5CS基因表達量的影響

A.苗齡30 d，處理時間48 h；B.苗齡45 d。下圖同

Fig.1Effect of saline-alkali stress expressions ofP5CSgene in leaves of Changbai 9 and Jijing 78

A.Age 30 d，treat time 48 h;B.Treat time 45 d.The same below

由圖1-B可知，受40 mmol/L Na2CO3-NaHCO3鹽堿脅迫24 h 2品種水稻葉片中P5CS基因表達量下降；隨著脅迫時間的延長P5CS基因表達量升高，但是2品種表現(xiàn)不同，長白9號葉片中P5CS基因表達量隨著脅迫時間的延長而升高，于84 h達到最大值，而吉粳78P5CS基因表達量在脅迫72 h達到最大，84 h略有降低。

由圖1-C可知，鹽堿處理的不同苗齡2品種水稻P5CS基因表達量都高于CK，但隨著苗齡的增加，長白9號品種CK及鹽堿處理樣品基因表達量持續(xù)降低；吉粳78水稻品種CK樣品降低趨勢明顯，但處理45 d苗齡樣品卻略高于其他2苗齡樣品。

2.2.2BADH基因表達量的差異由圖2-A1、A2可以看出，Na2CO3-NaHCO3鹽堿脅迫對BADH基因家族不同成員的影響不同；長白9號CK樣品BADH1、BADH2基因表達量均高于吉粳78 CK。不同濃度Na2CO3-NaHCO3鹽堿脅迫均能增加2品種BADH1、BADH2基因在葉片中的表達量，長白9號2基因表達量增加速度明顯高于吉粳78，其中BADH1表達量增加幅度最大，而BADH2表達量的增加幅度明顯低于BADH1。

圖2-B1、B2顯示，鹽堿脅迫24 h能提高BADH1在2水稻葉片中的表達量，能降低BADH2在葉片中的表達量；從鹽堿脅迫48 h開始，BADH2成員在2水稻葉片中的表達均上調(diào)，于84 h達到最大值，其中長白9號的變化比吉粳78明顯。

從圖2-C1、C2可以看出，2品種不同苗齡CK樣品BADH1和BADH2表達量表現(xiàn)為苗齡30 d>70 d>45 d；Na2CO3-NaHCO3鹽堿脅迫對30 d苗齡樣品BADH1和BADH2基因表達量的影響明顯大于70和45 d苗齡樣品。

2.2.3IMP基因表達量的差異由圖3-A可知，CK間相比，長白9號葉片中IMP基因的表達量低于吉粳78； Na2CO3-NaHCO3鹽堿處理2品種水稻葉片IMP基因表達量表現(xiàn)出不同的變化趨勢，隨鹽堿脅迫濃度的增加，長白9號葉中IMP基因表達量明顯上調(diào)，于40 mmol/L時達到最大值，而吉粳78變化不明顯。

由圖3-B可知，長白9號受鹽堿脅迫24 h就能作出上調(diào)IMP基因表達的響應(yīng)，48 h達到最大值，而吉粳78樣品在鹽堿脅迫72 h時IMP的表達量才高于對照，84 h達到最大值；鹽堿處理下長白9號IMP基因表達量變化值始終大于吉粳78。

圖 2　鹽堿脅迫對不同品種水稻葉片BADH1基因(A1～C1)和BADH2基因(A2～C2)表達量的影響

圖 3鹽堿脅迫對長白9號和吉粳78水稻葉片IMP基因表達量的影響

Fig.3Effect of saline-alkali stress on expressions ofIMPgene in leaves of Changbai 9 and Jijing 78

由圖3-C可知，2水稻品種CK中IMP基因表達量都隨苗齡的增加而呈明顯的下降趨勢， 苗齡30 d處理樣品IMP基因表達量與CK相比變化最大。

3討論

通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)植物可以抵抗鹽堿脅迫的傷害[20-21]。楊涓等[3]研究顯示，在高鹽環(huán)境下植物細(xì)胞中常積累一些小分子有機物(如脯氨酸、甜菜堿、糖醇等)維持高的細(xì)胞質(zhì)滲透壓，以確保細(xì)胞的正常生理功能。張樂新等[22]和Reda等[23]報道，過表達P5CS和BADH基因能夠提高植物脯氨酸和甜菜堿含量，且植株的抗逆性提高。本研究結(jié)果顯示，在未經(jīng)鹽堿脅迫時，耐鹽堿品種長白9號葉片中的脯氨酸、甜菜堿含量高于普通品種吉粳78；鹽堿脅迫能夠提高2種水稻葉片中脯氨酸、甜菜堿和肌醇的含量，鹽堿脅迫24和48 h就能使長白9號及時做出響應(yīng)，并隨著脅迫時間的延長甜菜堿、肌醇含量持續(xù)提高，而吉粳78則相對晚一些才能做出響應(yīng)。同時，2種水稻30 d苗在不同鹽堿濃度脅迫下P5CS、BADH1、BADH2、IMP4個基因的表達量也均上升，而且各基因表達量與其滲透調(diào)節(jié)產(chǎn)物具有相似的變化規(guī)律。品種間相比較，長白9號基因表達量上調(diào)比吉粳78明顯。

許多報道表明，脯氨酸和甜菜堿是較為重要和有效的有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[24-25]，而肌醇[8]發(fā)現(xiàn)較晚且作用也沒有脯氨酸和甜菜堿明顯。本試驗顯示，鹽堿脅迫導(dǎo)致長白9號與吉粳78各齡苗葉片中脯氨酸、甜菜堿、肌醇含量均上升，各處理脯氨酸和甜菜堿含量及變化均明顯高于肌醇。2品種30 d齡苗P5CS、BADH1、BADH2 3個基因在不同鹽堿濃度、不同脅迫時間下表達量均上升，而IMP基因表達量只在長白9號中明顯上升，在吉粳78中沒有明顯變化。本試驗利用10，40和80 mmol/L Na2CO3-NaHCO3對長白9號和吉粳78水稻品種進行處理，結(jié)果表明各鹽堿處理樣品脯氨酸、甜菜堿含量均高于CK。張麗麗等[15]研究表明，10，20，30 mmol/L Na2CO3-NaHCO3對長白9號處理之后，葉片脯氨酸含量隨濃度的增大而增大。而本試驗發(fā)現(xiàn)，40 mmol/L Na2CO3-NaHCO3處理較10和80 mmol/L處理更有利于植株積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及上調(diào)基因表達。

宋冬明等[26]研究表明，水稻幼苗期對鹽堿處理較敏感，隨著植株生育進程的推進，對鹽堿的耐性增加。從脯氨酸、甜菜堿和肌醇3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量及4個與滲透脅迫相關(guān)基因的表達量來看，本試驗中耐鹽堿品種長白9號和普通品種吉粳78都表現(xiàn)為30 和45 d齡苗變化均比70 d齡苗明顯，而45 d齡苗與30 d齡苗相比較，鹽堿脅迫樣品與CK間滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量變化較小，說明45 d齡苗對鹽堿處理表現(xiàn)更為穩(wěn)定，對鹽堿耐受性較好。

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Changes in osmolytes and related genes of different rice varieties under saline-alkali stress

ZHANG Ting-ting1a,YANG Mei-ying1a,WANG Chun-hong1a,SUN He-mei1a,QI Chun-yan2,HOU Li-gang2,WU Zhi-hai1b

(1 aCollegeofLifeScience,bCollegeofAgronomy,JilinAgriculturalUniversity,Changchun,Jilin130118,China;2InstituteofRiceResearchJilinAcademyofAgriculturalSciences,Gongzhuling,Jilin136102,China)

Abstract：【Objective】 This study analyzed the changes in osmolytes and genes expressions of 2 rice varieties under different saline-alkali concentrations and stress times to provide basis for species selection and plant protection.【Method】 Rice varieties Changbai 9 (saline-alkali-tolerant) and Jijing 78 (normal) were selected to study the changes in contents of proline,betaine and inositol and expressions of P5CS,BADH1,BADH2,and IMP in leaves of seedlings at 3 different ages (30,45,70 d) under 3 NaCO3-NaHCO3 concentrations (10,40,80 mmol/L) and 4 saline-alkali stress times (24,48,72,84 h).【Result】 The contents of proline and betaine in leaves of Changbai 9 were higher than that of Jijing 78 under normal hydroponic condition.With saline-alkali stress,the contents of proline,betaine and inositol in leaves of both Changbai 9 and Jijing 78 increased and the expressions of P5CS,BADH1,BADH2,and IMP were also higher than CK.The treatment with 40 mmol/L NaCO3-NaHCO3 was more conducive to accumulate osmolytes and regulate gene expression than treatments with 10 and 80 mmol/L NaCO3-NaHCO3.However,the changes in osmolytes contents and genes expressions in Changbai 9 leaves were more significant than that of Jijing 78.Changbai 9 responded in time after 24 and 48 hours stress and the contents of betaine and inositol as well as expression levels of BADH1,BADH2,and IMP increased continuously with the extension of stress time.Jijing 78 behaved differently and slowly.The seedlings at the ages of 30 and 45 days had more significant responses than that at the age of 70 days.【Conclusion】 Changbai 9 could tolerate high saline-alkali stress because it is rich in osmolytes and responded quickly to stress.The sensitive thresholds of both rice varieties were consistent,and saline-alkali-tolerant variety was more suitable for large seedling transplanting within thresholds.

Key words:rice;saline-alkali stress;osmolytes;proline;betaine;inositol

DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時間:2016-03-1408:4510.13207/j.cnki.jnwafu.2016.04.006

[收稿日期]2014-08-15

[基金項目]吉林省自然科學(xué)基金項目(201215183)；吉林省教育廳重點項目(2012044)；吉林省博士后科研啟動基金項目

[作者簡介]張婷婷(1988-)，女，遼寧撫順人，碩士，主要從事水稻生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究。[通信作者]武志海(1975-)，男,內(nèi)蒙古呼和浩特人，副教授，主要從事水稻栽培生理研究。E-mail：wuzhihai1116@163.com

[中圖分類號]S511.01

[文獻標(biāo)志碼]A

[文章編號]1671-9387(2016)04-0039-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160314.0845.012.html

E-mail：zhangtingting0526@126.com