盐角草(Salicornia europaea L.)是一种叶片退化而茎肉质化,不具有盐腺和盐囊泡的真盐生植物,可以在1020 mM NaCl下生存。其特殊的形态适应特点使其成为研究植物抗盐性的良好实验材料。但目前与盐角草抗盐机理相关的生理和分子方面的研究还非常有限。本文以盐角草为材料,首先探讨了盐分和渗透胁迫对其光合作用和渗透平衡的影响,在此基础上进一步克隆了盐角草类胡萝卜素合成途径中的两个关键酶,八氢番茄红素合成酶(SePSY)和番茄红素β-环化酶(SeLCY)基因,并进行了功能分析。该研究对于了解类胡萝卜素在植物抗盐性中所起的作用具有重要意义。盐分和渗透胁迫对其光合作用和渗透平衡影响的实验结果表明:200 mM NaCl是盐生植物盐角草生长的最适盐浓度,在该盐度下盐角草中叶绿素a/b的比值和光饱和点升高,植株的光合作用表现出增强的效应,植株生长最佳。而27% PEG-6000所模拟的渗透胁迫显著降低了盐角草中叶绿色a/b的比值,抑制其光合作用和生长。200 mM NaCl下,Na~+的含量显著增加,但脯氨酸含量保持不变,说明Na~+对盐角草渗透平衡的作用要强于脯氨酸。同时盐角草中液泡H+-ATPase(V-H~+-ATPase)活性增强,而盐角草Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(SeNHX1)在盐分和渗透胁迫下却表现为组成型表达;我们因此推断在盐分胁迫下,Na~+的吸收是由于液泡H~+-ATPase活性的增强,而不是诱导SeNHX1基因的表达。同时Na+的吸收可能进一步诱导了与光合作用相关基因的表达。盐分对植物的影响涉及植物体内包括光合作用和活性氧代谢在内的多个代谢过程。在植物中,类胡萝卜素是植物捕光天线复合体(LHC)和光系统反应中心叶绿素结合蛋白的重要组成部分。植物体内类胡萝卜素能够清除植物叶绿体,线粒体和过氧化物体在电子传递过程中产生的活性氧。同时类胡萝卜素是植物激素ABA的前体。200 mM NaCl虽然增加了盐角草细胞的渗透势,但并没有对其造成氧化胁迫和离子毒害,相反提高了其光合能力。类胡萝卜素作为植物活性氧的淬灭剂和光系统的组成成分,可能在盐角草抗盐机理中发挥着比较重要的作用。在过去的十年中,类胡萝卜素研究大多集中在其生物合成和提高作物中类胡萝卜素含量方面,可是,在植物对非生物逆境(如氧化和盐分胁迫)