研究人员运用了多种技术方法来开展此项研究。其中,转基因技术是关键手段之一,通过将特定基因转入不同植物,观察其在盐胁迫下的生长变化,从而探究基因功能。例如,在研究与 ABA 相关基因时,将水稻的 OsRAN2 基因转入拟南芥,观察其对盐胁迫和 ABA 的敏感性变化。此外,还通过基因表达分析技术,检测不同基因在盐胁迫下的表达水平,以明确其在激素信号通路中的作用。
脱落酸(ABA):ABA 在植物应对盐胁迫中起着关键作用。它是由类胡萝卜素经氧化裂解合成的倍半萜化合物。在种子成熟和受到非生物胁迫时,细胞内 ABA 水平会升高,而在萌发时则下降。ABA 信号通路涉及多个关键组件,如 SnRK2 激酶、PYR/PYL/RCAR 受体等。这些组件相互作用,调节种子萌发。例如,SnRK2 可激活转录因子 ABI5,ABI5 能调控应激响应基因的表达,同时抑制 PHOSPHATE1 基因,从而抑制种子萌发。此外,还有许多与 ABA 相关的基因,如 RAP2.6、RACK1 等,它们在种子萌发和幼苗早期对盐胁迫的响应中发挥着重要作用。通过转基因实验发现,过表达某些与 ABA 相关的基因,如 Cdt-NF-YC1、CaMIPS2 等,可提高植物对盐胁迫的耐受性。
赤霉素(GA):GA 与 ABA 在种子萌发过程中起拮抗作用。GA 能打破种子休眠,促进种子萌发,它可促进 α- 淀粉酶、蛋白酶和 β- 葡聚糖酶等的合成,激活相关基因,使胚胎细胞扩张,削弱胚乳。在盐胁迫下,盐会抑制 GA 的合成,促进其失活,同时增强 ABA 的产生和响应。研究发现,在盐胁迫下,盐地碱蓬的棕色种子比黑色种子更能耐受盐胁迫,这与它们的 GA 合成和失活能力有关。
茉莉酸(JA):JA 对种子萌发和休眠有多种影响。在一些植物中,JA 会抑制种子萌发,如番茄、芥菜等;但在另一些植物中,它能诱导休眠种子萌发,如梨、苹果等。在盐胁迫下,JA 主要通过与 ABA 信号通路相互作用来调节植物对盐胁迫的耐受性。例如,在草莓中,同时施加 ABA 和 JA 能增强植株对盐胁迫的防御机制。但目前对于 JA 在盐胁迫下调节种子萌发的具体机制仍有待进一步研究。