高粱耐盐相关基因的挖掘、克隆和表达分析

Sweet sorghum is one of the commercial crops. Soil salinity has been restricted the yield of sweet sorghum in some region. Developing salt-resistant species is one of the effective way to solve the problems. There are some literature and information about the salt resistant mechanism of sweet sorghum, but they are not enough to clarify the scientific theory of the mechanism. To understand the molecular biochemical process under salt stress and clone the critical salt tolerant gene of sweet sorghum, a study will be carried out on salt-resistant species and sensitive species of sweet sorghum. Suppression subtractive hybridization technique will be used in building the subtractive hybridization SSH1 and SSH2 database of induced root tip expressing gene of salt sensitive species of sweet sorghum; The two database will be compared to get EST order of salt resistant gene by using BLAST program. The total length of candidate gene and its difference in expressing under inducing salt condition will be tested by using RACE technique to make clear the salt resistant mechanism.

高粱是重要的经济作物，盐害严重抑制了它的生产力。耐盐品种的培育是解决此问题行之有效的方法之一。尽管与耐盐机制相关的信息丰富，但是耐盐机制的基础理论还很模糊。为了更好的理解高粱盐胁迫反应分子机制和克隆一些高粱中关键的耐盐基因，本研究以高粱耐盐品种和盐敏感品种为材料，利用抑制差减杂交技术，分别构建高粱耐（感）盐品种盐诱导根系表达基因的抑制差减文库 SSH1 和 SSH2；利用BLAST 程序对两个文库进行比较分析，获得一些与高粱耐盐高度相关的 EST 序列，利用RACE技术候选基因的全长，研究候选基因在盐诱导下的表达差异，确定与耐盐性的关系。

盐害是当前农业生产上重要的逆境危害之一，严重制约了粮食和生产和农业的可持续发展。目前全球范围内约有10亿hm2的土地存在不同程度的盐渍化。我国有约2000万hm2的盐碱地和600万hm2的盐渍化土壤，约占可耕地面积的20%，土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的主要因素之一，也是制约粮食生产的重要因素。本项目选用高粱品种石红137（盐敏感）、兴家甜（耐盐）和L甜（耐盐）进行水培试验。结果表明，盐胁迫处理对高粱株高、根长、干物重等性状无显著影响，对钠离子含量和 SPAD 值影响显著。石红 137 株高、根长、钠离子含量和 SPAD 值均高于 L 甜。转录组测序结果鉴定得到已知基因 26628 个，新基因 866 个。石红 137中的差异基因数目高于 L 甜。石红137确定为耐盐品种，耐盐程度高于兴家甜。L甜为盐敏感品种。确定耐盐品种石红137和感盐品种L甜为试验材料。高粱的盐胁迫过程是一个复杂的生物过程，依赖于多个基因在复杂网络中的平衡表达。盐胁迫条件下，高粱应对环境刺激受到激素信号转导和光合作用的控制。类黄酮生物合成途径在耐盐品种中起到了重要作用。