生物技术与作物耐盐性
PDF目前，在追求高产的同时用海水灌溉具有农艺价值的植物似乎完全是虚幻的。科学界的目标是为食品安全的主要问题提供生物技术解决方案：
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多年来，人们一直在研究如何提高植物的耐盐性。例如，改造相容溶质的表达和积累的工作已经在改善植物对盐胁迫的适应能力方面取得了一些成功。然而，在非常有限的条件下或在有限的发展阶段取得的这些结果使这种方法变得微不足道。
另一种工程方法涉及水通道蛋白表达的基因操纵，以提高对盐胁迫的耐受性。作为涉及水通过质膜进入的运输系统，水通道蛋白应在这方面发挥主要作用：
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不幸的是，几次尝试都没有成功。例如，如果质膜水通道蛋白在转基因水稻植株中高水平表达，则转基因水稻对盐胁迫敏感，而那些在中、低水平表达相同水通道蛋白的植株则更具耐受性。
这一结果表明，在组织和时间上对水通道蛋白的精细调控表达可能与耐盐性工程更相关。此外，在盐胁迫的早期阶段，一些作物物种（如大麦、水稻）的根系内在水分运输能力发生了强烈的变化，非作物物种拟南芥中也发生了变化[1]。这种变化被认为与抑制水通道蛋白的水转运活性有关，从而减少逆流，即从细胞内介质到外部（土壤）的水损失。毫无疑问，水通道蛋白在盐胁迫反应中起着重要作用，但这一点尚待进一步阐明。
必须在盐胁迫研究方面持续应用已经取得重大发现的基因组学方法。特别是，当农艺作物对盐胁迫的耐受性/敏感性存在较大的自然变异时，全基因组关联研究[2]似乎是最有希望的。为此，对预先建立的大型研究群体进行表型分析，可以分离出特定位点上负责控制特定环境对盐度适应的形态或功能特征的自然等位基因变异。
因此，农学家正在寻找理想株型[3]，即适应环境（气象、土壤等）盐度的品种。在低产品种中发现的对耐盐性特别感兴趣的等位基因可以导入到优良品种中[4]，以将耐盐特性与高产或其他品质结合起来。许多耐盐（Saltol）基因座的导入工作目前正在进行[5]。
更好地理解盐生植物在高盐环境中生长的机制，也应该能够提高非耐盐植物的耐盐性。例如，转化研究旨在将基础知识转化为植物学知识，例如基于各种机制的应用研究中的具体研究。包括：
- 解剖适应性（加强由木栓质构成的质外体屏障，防止盐渗入根内，腺体将盐排出叶组织，…）；
- 盐区隔化（叶鞘中积累Na+，以保护叶片中发生的光合作用）；
- Na+的液泡隔离及其通过运输系统的作用而有效排出/再循环。
最后，有必要整合植物与土壤微生物，特别是根际细菌和菌根真菌的有益相互作用（图1）（见共生和寄生）。除其他途径外，微生物可以提供更好的营养和水分。此外，越来越多的研究记录了微生物对农艺作物耐盐性的有益影响。
参考资料和说明
封面图片: 水稻和不规则噬根菌（一种丛枝菌根真菌）之间的相互共生[来源：©Pierre Alexandre Audebert]
[1] Boursiac Y., Chen S., Luu D.-T., Sorieul M., van den Drie N. & Maurel C. 2005. Early Effects of Salinity on Water Transport in Arabidopsis Roots. Molecular and Cellular Features of Aquaporin Expression. Plant Physiology 139, 790-804 – DOI: https://doi.org/10.1104/pp.105.065029
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Genome-wide_association_study
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Ideotype
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Introgression
[5] http://www.knowledgebank.irri.org/ricebreedingcourse/Breeding_for_salt_tolerance.htm