高级植物生理学04盐胁迫及其它
植物的盐胁迫生理

植物的盐胁迫生理一、植物的盐胁迫概述盐胁迫是指土壤盐分过高,导致植物生长和发育受到压抑的现象。
盐胁迫是当前困扰着许多农业地区的重要问题之一。
正常的植物生长需要一定水分和营养元素,而大量的盐分会限制水分吸收和调节细胞内的渗透压,从而影响植物的正常生理代谢过程。
二、植物的盐胁迫反应机制1. 钠离子对植物的影响:钠离子的过多进入植物细胞,会导致细胞内渗透压过高,细胞萎缩,水分的吸收并不能满足植物需求。
在高盐条件下,植物细胞膜上的离子通道和转运蛋白也会受到抑制,从而限制了水分和营养物质的进入。
2. 植物的生理反应:植物受到盐胁迫后,为了对抗过多的钠离子,会采取一系列生理反应措施,例如减少细胞膜通透性,增加离子排出量,提高根系的盐排泄能力等。
3. 表观遗传调控:盐胁迫会改变植物的基因表达,这也是植物进行适应的一种方式。
一些研究表明,盐胁迫下的植物,其染色质状态、DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传因素会受到影响,从而诱导植物进行基因表达的调节。
三、植物的盐胁迫防治措施1. 调整土壤pH值:适当调整土壤的pH值,使其处于中性或微碱性条件下,可以有利于钠离子的流通和排泄。
2. 施用有机肥料:有机肥料不仅可以增加土壤含水量,促进植物的生长,还可以提高土壤养分水平,有助于稳定土壤的盐分。
3. 应用植物生长调节剂:植物生长调节剂可以提高植物的抗逆性,促进植物的生长发育,增强植物适应盐胁迫的能力。
4. 选育适应性强的植物品种:育种和选育适应盐渍化环境的作物品种,可以降低受盐胁迫的风险,提高农作物的产量和耐盐性。
综上所述,盐胁迫是影响植物正常生长和发育的重要因素之一。
了解植物的盐胁迫机制以及防治措施,对于提高农作物的产量和品质,对于实现农业可持续发展,都具有非常重要的意义。
植物盐胁迫及其抗性生理研究进展解读

植物盐胁迫及其抗性生理研究进展李艺华1罗丽2(1、漳州华安县科技局华安 363800 2、福建农林大学园艺学院福州 350002摘要:盐胁迫是制约农作物产量的主要逆境因素之一。
本文综合了几年来植物盐胁迫研究的报道,对盐胁迫下植物生理生化和生长发育变化、植物自身生理系统的响应以及增强植物抗盐胁迫的方法进行综述和讨论。
关键词:植物抗盐胁迫生理中图分类号:Q945.7 文献标识码:A 文章编号:1006—2327—(200603—0046—04盐胁迫是目前制约农作物产量的主要逆境因素之一[1],既有渗透胁迫又有离子胁迫[2]。
随着土壤盐渍化面积的扩展,许多非盐生植物因受盐胁迫而导致产量和品质的快速下降,已成为中国西北部和沿海地区迫切解决的难题。
迄今,植物盐胁迫这方面有较多的研究报道,多数侧重于某一植物或是植物某一生长阶段耐盐胁迫性与抗盐胁迫性的研究,缺少对植物抗盐胁迫有一个较为系统的综合阐述。
鉴于植物抗盐胁迫的研究面的广泛性和分散性,本文综合了几年来抗盐胁迫研究报道,对植物抗盐胁迫的生理机制做一个综合阐述,为阐明植物对盐胁迫的反应机制提供一个较系统的理论依据。
1 盐胁迫对植物生理生化和生长发育的影响盐胁迫对植物生理生化的影响可分为三方面:离子毒害、渗透胁迫和营养亏缺。
离子毒害作用包括过量的有毒离子钠和氯对细胞膜系统的伤害,导致细胞膜透性的增大,电解质的外渗以及由此而引起的细胞代谢失调;渗透胁迫是由于根系环境中盐分浓度的提高、水势下降而引起的植物吸水困难;营养亏缺则是由于根系吸收过程中高浓度Na和Cl 离子存在,干扰了植物对营养元素K、Ca和N的吸收,造成植物体内营养元素的缺乏,影响植物生长发育[1]。
大量试验结果表明,盐胁迫不同程度地影响植物的光合作用、呼吸作用和渗透作用,影响植物的同、异化功能[3],当盐分浓度超过植物叶片耐盐阀值或达到叶片致死盐量时,植物常表现出萎蔫或枯死状态[4]。
2 植物对盐胁迫的生理响应2.1 植物液泡膜质子泵的响应植物细胞液泡膜上存在两类质子泵,即液泡膜H+ –ATPase(V–ATPase和H+–PPase (V-PPase,分别利用ATP和Ppi水解的自由能建立跨膜的质子电化学势梯度,参与各种溶质的转运,维持液泡的正常功能。
盐胁迫对植物的影响

盐胁迫对植物影响摘要:土壤盐渍化是现代农业生产所面临的主要问题之一。
植物为了抵御盐分胁迫,它们积极地适应生存环境,产生了一系列生理生化的改变以调节水分及离子平衡,维持正常的光合作用。
本文主要从盐胁迫对植物细胞生理生化的影响、植物对盐的适应性及抗盐机理和盐对种子萌发的影响,在Nacl胁迫下,对种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等问题进行分析,探讨植物种子在不同盐分浓度下的耐盐性和提高植物的耐盐性,减轻土壤盐渍化危害。
关键词:Nacl胁迫;发芽率;发芽势;土壤盐渍化To Summarize on Salt Stress on PlantsAbstract:Soil salinization is one of the main problems facing in a modern agriculturalproduction .Plants to resist salt stress, they actively adapt to the living environment,a series of physiological and biochemical changes in order to regulate water and ion balance and maintain normal photosynthesis. This article from the salt stress on plant cell physiology and biochemistry of plant adaptation to salt and salt tolerance mechanisms and the influence of salt on seed germination in Nacl stress on seed germination potential,germination rate,germination index,vigor index Problems are analyzed to explore the seeds under different salinity tolerance and improve the salt tolerance of plants to reduce soil salinity hazards.Key words:Nacl stress;germination rate ;ermination energy;soil salinization 土壤盐渍化是人类面临的生态危机之一,土壤的盐碱化问题日益威胁着人类赖以生存的有限的土地资源。
植物受盐胁迫的响应机制及其遗传调控研究

植物受盐胁迫的响应机制及其遗传调控研究高盐胁迫是现代农业中生产力和研究的主要挑战之一。
植物在其生长过程中受盐胁迫的影响非常大,这不仅会影响植物的生长和发育,也会导致严重的减产和死亡情况。
因此,研究植物对盐胁迫的响应机制及其遗传调控是现代农业研究的一个重要领域。
一、盐胁迫的效应盐胁迫是指在土壤中存在高浓度的盐分,浸泡植物根系,以至于根系无法吸收到足够的水分和营养物质,对植物的生长和发育造成影响。
盐胁迫之后,植物的叶子变黄,干燥和凋亡,进而导致植物的生长受到抑制。
二、植物对盐胁迫的响应机制1. 渗透调节物质由于盐分使得细胞外液体浓度升高,使得植物细胞的水分浓度降低,因此植物在盐胁迫下会通过合成某些渗透调节物质来调节细胞的渗透压,以保持细胞水分平衡。
例如,葡萄糖和脯氨酸等渗透调节物质可以有效地减少植物对盐的反应。
2. 避免盐离子和水分的吸收植物根系在盐胁迫下,会避免过量的盐离子和水分的吸收,以提高对盐的耐受力。
植物的根系分泌一些有机物质,如根泌素和萜类物质,以从土壤中释放有益的微生物,从而提高对盐的抵抗力。
此外,植物还可以调节离子吸收和运输来克服盐胁迫的影响,如通过调节Na+/K+和Ca^2+/Na+、K+等离子的流动来减少对盐的反应。
3. 激活信号分子在盐胁迫下,植物会通过一系列信号转导机制来激活信号分子,如蛋白激酶和转录因子。
随着细胞中的钙离子浓度变化,有些钙依赖性蛋白激酶被激活,并进入到细胞核中,激活某些转录因子的基因表达,进而从中调节植物对盐离子的响应。
三、植物受盐胁迫的遗传调控研究目前,在植物遗传学和分子生物学领域,对植物受盐胁迫响应的遗传调控机制的研究正在迅速发展。
通过鉴定和解析与植物盐胁迫相关的基因和分子机制,可以揭示植物对盐胁迫的响应机制,为培育高盐胁迫耐受性植物提供基础。
1. mRNA和蛋白质的表达调控研究发现,在不同的植物生理阶段和组织中,通过转录组和蛋白质组等技术手段检测,发现许多mRNA和蛋白质的表达变化,包括某些特定的应激蛋白和家族转录因子基因。
盐胁迫对植物生理生化特性的影响

盐胁迫对植物生理生化特性的影响根据联合国粮农组织(FAO)统计,全世界存在盐渍土面积8亿hm2,占陆地面积的6%。
据统计,我国盐渍土面积为3 470 万 hm2,土壤盐渍化是世界上许多干旱和半干旱地区农作物产量下降的主要原因。
土壤中过量的盐分能够引起土壤物理和化学性质的改变,从而导致大部分农作物生长环境的恶化。
盐渍土作为一种土地资源,在全国乃至全世界都有着广泛的分布和较大的面积迄今为止,我国有80%左右的盐渍土尚未得到开发利用,有着巨大的开发利用潜力。
1盐胁迫对植物耐受性的影响近年来,盐胁迫对各种植物各个性状方面的影响已成为很多科学家研究的重点。
包括对拟南芥、玉米、马铃薯、水稻、香蕉、黄瓜、花生和韭菜等植物都有过相关的研究。
童仕波等证明转基因拟南芥对盐胁迫的耐受性明显增强。
其脯氨酸(Pro)含量明显提高。
赵昕等研究发现(NaCl)降低拟南芥叶绿。
体对光能的吸收能力,而且降低叶绿体的光化学活性。
使电子传递速率和光能转化效率大幅度下降,造成光能转化为化学能的过程受阻,进一步加剧了光合放氧和碳同化能力的降低。
盐胁迫下拟南芥中的(Na+)与(K+)含量变化呈极显著正相关。
因此推断它们的吸收通道或载体为单一竞争性。
发现盐浓度达到一定程度时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均达到最高。
随后随着(NaCl)浓度的增加,SOD、POD、CAT活性逐渐降低。
表明SOD、POD、CAT活性不能维持较高水平。
反之会导致膜脂过氧化作用加强,细胞膜受到损害。
研究发现盐浓度对马铃薯脱毒苗叶片SOD和POD活性影响极显著。
盐比例及盐浓度与盐比例的交互作用对马铃薯脱毒苗叶片SOD和POD活性影响均不显著。
随着混合盐浓度的增加(Na+)含量显著增加K+含量平缓下降。
(Na+)与(K+)的比值显著上升。
发现,水稻在(NaCl)浓度为30 mmol/L 时生长状况良好,但随着NaCl浓度的增加,水稻的生长速度减慢。
盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐机理

盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐机理摘要: 盐是影响植物生长和产量的主要环境因子之一, 根据国内外最新的研究资料, 从盐胁迫对植物的生长、水分关系、叶片解剖学、光和色素及蛋白、脂类、离子水平、抗氧化酶及抗氧化剂、氮素代谢、苹果酸盐代谢、叶绿体超微结构的影响, 及影响光合作用的机制等方面入手, 对植物盐胁迫研究现状及进展情况进行了综述, 旨在为开展植物抗盐机理研究、选育培育耐盐植物新品种提供依据。
关键词: 植物盐胁迫抗盐性机理Effects of Salt Stress on Plants and the Mechanism of Salt ToleranceAbstract: Salinity is the major environmental factor limit ing plant growth and productivity. According to the documents and data at home and abroad, the research currents of salt stress in plants were summarized including the effect on plant growth, the water relations, leaf anatomy, photosynthetic pigments and proteins, lipids, ion levels, antioxidative enzymes and antioxidants etc. This r eview may help to study the salt2toler ant mechanism and breeding new salt-toler ant plants.Key words: plant, salt2stress, salt2tolerant, mechanism目前, 受全球气候变化、人口不断增长的影响,土壤盐碱化日趋严重。
植物的盐胁迫与离子调控机制

汇报人:XX 2024-01-24
目 录
• 引言 • 盐胁迫下植物的生理响应 • 盐胁迫下的离子吸收与运输 • 植物的离子调控机制 • 盐胁迫下植物的适应策略 • 研究展望与应用前景
01
引言
盐胁迫对植物的影响
生长抑制
01
高盐浓度会导致植物体内水分失衡,引发渗透胁迫,从而抑制
阐明信号转导途径
深入解析盐胁迫信号感知、传递和响应互作用
研究植物激素在盐胁迫下的合成、代谢和信 号转导变化,以及其与离子调控的相互作用 。
利用基因工程改良植物耐盐性
挖掘耐盐基因资源
通过基因组学和转录组学等手段,发掘新的耐盐基因和等位基因, 为植物耐盐性改良提供基因资源。
高盐环境下,植物的气孔导度会降低,导致二氧化碳进入叶片受阻,光合作用的原 料减少,进而影响光合作用的进行。
盐胁迫还会引起植物体内光合相关酶的活性降低,如Rubisco酶等,这些酶是光合 作用中的关键酶,它们的活性降低会直接影响光合作用的效率。
渗透调节失衡
盐胁迫下,植物细胞外的盐浓度高于细胞内的盐浓度,导致水分从细胞内流向细胞外,使细胞失水, 引起渗透胁迫。
03
盐胁迫下的离子吸收与运 输
钠离子和氯离子的吸收
植物根系对钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)的吸收
在盐胁迫条件下,植物根系会通过非选择性阳离子通道(NSCCs)和阴离子通道吸收 Na+和Cl-。
转运蛋白的作用
一些特定的转运蛋白,如HKT转运蛋白和NHX转运蛋白,参与Na+和Cl-在植物体内的 转运和分配。
抗氧化防御系统的增强
抗氧化酶的活性增强
盐胁迫会导致植物体内活性氧自由基的积累,抗氧化酶如 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等能够清 除活性氧自由基,保护细胞免受氧化损伤。
植物响应盐胁迫的机理

植物响应盐胁迫的机理1. 背景介绍土壤盐化是世界范围内的普遍问题,严重影响了植物的生长和产量。
植物在适应高盐环境的过程中,大量的生理和生化过程发生改变,这些变化能促进植物在高盐压力下生长和存活。
2. 盐的作用和影响盐分的作用使植物维持水分平衡,并对细胞形态、膜透性、代谢通路等方面产生调控作用。
然而,高盐环境会干扰植物的离子平衡,使离子吸收受阻,导致植物的营养代谢紊乱、能量代谢障碍,进而导致植株枯死。
3. 植物响应盐胁迫的机理植物对盐胁迫的响应机理复杂多样。
以下是常见的植物响应盐胁迫的机理:3.1 离子平衡调节植物在高盐环境中需要维持离子平衡,通过调节K+/Na+比例来维持细胞内离子平衡。
具体来说,植物调节离子吸收和排泄,同时通过调节离子通道的活性来调节离子的分布。
3.2 激素调节植物在适应盐胁迫的过程中,可以调节激素信号通路,促进生长。
但是,另一方面,植物也可以通过调节激素水平来减缓生长,以避免盐胁迫造成的损伤。
3.3 抗氧化剂高盐环境会引起植物中ROS的积累,其中反应性氧化物会导致氧化胁迫。
为了对抗氧化胁迫,植物可以增加抗氧化剂的合成和活性,以减少ROS的积累和对细胞的损害。
3.4 转录调节植物响应盐胁迫过程涉及大量的基因表达变化。
为了适应高盐环境,植物会产生大量的调节因子来调控转录过程。
这些调控因子可以启动或抑制许多基因表达,包括抗氧化剂、离子调节、生长因子、细胞死亡等。
4. 结论植物在适应盐胁迫的过程中,通过调节离子吸收、激素调节、抗氧化剂和转录调节等多种机制,保持基本的生命活动,使细胞和器官得以正常发育和运作。
未来,随着对植物盐胁迫响应机理的深入了解和研究,我们可以更加有效地解决土壤盐化问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
盐胁迫全世界约有1/3的盐渍化土壤,我国约有250 多万公顷的各种盐渍土壤,主要分布在沿海地区或内陆新疆、甘肃等西北干旱、半干旱地区。
随着工业污染加剧、灌溉农业的发展和化肥使用不当等原因, 次生盐碱化土壤面积有不断加剧的趋势。
这些地区由于土壤中含有较多的盐类植物常受盐害而不能正常生长和存活,给农业生产造成重大损失。
植物耐盐机理和耐盐作物品种的培育已成为当前的研究热点之一。
综合治理盐渍土、提高植物的耐盐性、开发利用盐水资源已成为未来农业发展及环境治理所亟待解决的问题。
钠盐是形成盐分过多的主要盐类,NaCl和Na2SO4含量较多称为盐土,Na2CO3与NaHCO3含量过多称为碱土。
自然界这两种情况常常同时出现统称为盐碱土。
一、盐胁迫对植物的伤害机理盐害包括原初盐害和次生盐害。
原初盐害是指盐离子的直接作用,对细胞膜的伤害极大;次生盐害是指盐离子的间接作用导致渗透胁迫,从而造成水分和营养的亏缺。
1、生理干旱。
土壤盐分过多使植物根际土壤溶液渗透势降低,植物要吸收水分必须形成一个比土壤溶液更低的水势,否则植物将受到与水分胁迫相类似的危害,处于生理干旱状态。
如一般植物在土壤盐分超过0. 2 %~0.5 %时出现吸水困难,盐分高于0. 4 %时植物体内水分易外渗,生长速率显著下降,甚至导致植物死亡。
2、直接盐害。
(1)细胞内许多酶只能在很窄的离子浓度范围内才有活性,从而导致酶的变性和失活,以致于影响了植物正常的生理功能和代谢。
高浓度盐分影响原生质膜,改变其透性,盐分胁迫对植物的伤害作用,在很大程度上是通过破坏生物膜的生理功能引起的。
盐胁迫还可影响膜的组分用NaCl 和NaCO3溶液处理玉米幼苗发现膜脂中不饱和脂肪酸指数降低,饱和脂肪酸指数相对增多,这也证明了盐离子能影响膜脂成分的组成。
(2)植物吸收某种盐类过多而排斥了对另一些营养元素的吸收,导致不平衡吸收,产生单盐毒害作用,还造成营养胁迫。
如Na+浓度过高时,减少对K+的吸收,同时也易发生PO43-和Ca2+的缺乏症,盐胁迫下造成养分不平衡的另一方面在于Cl-抑制植物对NO3-及H2PO4 -的吸收。
3、光合作用。
众多实验证明,盐分胁迫对盐生植物和非盐生植物的光合作用都是抑制的,并且降低程度与盐浓度呈正相关。
(1)盐胁迫使叶绿体中类囊体膜成分与超微结构发生改变(2)盐胁迫对光能吸收和转换的影响(3)盐胁迫对电子传递的影响随着盐浓度的提高PSⅡ电子传递速度明显下降能与盐胁迫损害了PSⅡ氧化侧的放氧复合物的功能,使它向PSⅡ反应中心提供的电子数量减少,阻断了PSⅡ还原侧从QA 向QB 的电子传递。
(4)盐胁迫对光合碳同化的影响光合作用碳同化过程中最重要的酶1,5—二磷酸核酮糖羧化酶(RUBPCase),在盐胁迫下会使RUBPCase 的活性和含量降低,结果酶的羧化效率下降,导致植物固定CO2 的能力减弱,与此同时,RUBPCase 还限制RUBP 和无机磷(Pi)的再生,而这两种物质再生能力的大小对C3 循环至关重要。
此外,盐胁迫还会降低磷酸甘油酸、磷酸三糖和磷酸甘油醛的含量。
这些物质均是C3循环的中间产物,其含量减少不利于碳同化的正常运转,从而进一步限制植物对CO2的作用。
4、呼吸作用。
关于盐胁迫对呼吸作用效应的实验结果大多数是矛盾的,有人认为盐分胁迫抑制植物呼吸作用,发现盐胁迫抑制小麦、绿豆、棉花等植物的呼吸作用;有的作者认为盐胁迫可以促进植物的呼吸作用。
一般来说,低盐时植物吸收受到促进,而高盐时受到抑制。
盐分过多时总的趋势是呼吸消耗量多,净光合生产率低,不利于植物生长。
5、蛋白质合成。
盐分过多对蛋白质代谢影响比较明显,抑制合成促进分解,抑制蛋白质合成的直接原因可能是由于破坏了氨基酸的合成,蚕豆在盐胁迫下叶内半胱氨酸和蛋氨酸合成减少,从而使蛋白质含量减少。
6、有毒物质。
盐胁迫使植物体内积累有毒的代谢产物,如蛋白质分解的产物游离的氨基酸、胺、氨等的积累,这些物质对植物有毒害作用,致使植物叶片生长不良,抑制根系生长,组织变黑坏死等。
毒素积累是盐害的重要原因。
7、植物体内活性氧代谢系统的平衡受到破坏。
体内积累较多的活性氧活性氧清除剂的结构活性受到破坏,含量降低, 导致植物清除活性氧的防御能力下降,膜脂过氧化或脱脂导致膜的完整性被破坏, 差别透性丧失, 电解质及某些小分子有机物大量渗漏, 细胞物质交换平衡破坏8、盐分对植物个体发育的影响总的特征是抑制植物组织和器官的生长和分化,提早植物的发育进程。
小麦长时间处于盐胁迫下,其叶片的面积缩小,分蘖数和籽粒数减少,影响了小麦的产量。
二、植物的耐盐机理:耐盐是指通过生理或代谢过程来适应细胞内的高盐环境1、植物的避盐机理:主要是通过降低盐分在体内的积累来躲避盐害的发生。
避盐方式主要分三种:稀盐、泌盐和拒盐。
(1)稀盐作用:盐生植物将吸入茎和叶的盐类,借体内肉质化的结构,将盐稀释,减低其盐离子的危害,盐愈多,肉质化愈增加。
非盐生植物通过快速生长进行稀盐,有些非盐生植物不断进行营养性生长,使有机物质、胁变数量和植物体积增加的速度远远超过离子的摄入速度,结果植物体虽吸入一定量的盐离子,但其浓度却有一定程度的降低。
(2)泌盐作用:盐生植物吸收了盐分,但并不在体内积存,而是通过特异机构(盐腺和盐毛等)主动地排泄到茎叶表面,而后雨水冲刷、风吹、昆虫粘附等方式脱落,从而降低植物体内的盐分,这是盐生植物最常用的形式,如柽柳( Tamari x sp) 和匙叶草( Statica sp) 等。
非盐生植物没有盐腺结构,不能通过盐腺进行泌盐。
有的植物可通过自由吐水将盐分排出体外。
(3)拒盐作用:盐生植物的拒盐作用是依靠其对盐的不透性,阻止盐分进入植物体或进入植物体内进行重新分配。
非盐生植物的拒盐作用除了依靠质膜对盐的不透性或利用其他方式阻止盐分向地上部分转移外,其根部的根茎木质薄壁细胞及叶片薄壁细胞会分化成传递细胞,前者可从木质部导管中重新吸收Na+运回根部,后者可将Na+随营养物质运到根部即“脉内再循环”。
2、植物的耐盐机理:耐盐主要是指植物对盐分胁迫的忍耐性,其中包括对渗透胁迫的忍耐和对离子胁迫的忍耐。
(1)离子区域化:盐生植物一般将无机离子通过跨膜运输转入液泡中而与细胞质隔离开,这样不但降低了整个细胞的渗透势,而且使细胞质免受离子的毒害。
非盐生植物尽量减少对有害盐离子的吸收,同时将吸收的盐离子输送到老的组织,在此作为盐离子的储存库,以牺牲这些组织为代价,保护幼嫩组织。
区隔化作用是由基因控制的, 同时也受细胞质中的渗透调节物质和某些激素的影响。
用于分析区隔化的技术有3 种: ①X-ray 微区分析;②核磁共振;③形态解剖。
(2)渗透调节:渗透调节是盐生植物和非盐生植物适应盐胁迫的主要生理机制之一。
渗透调节的方式主要有两种,一是吸收和积累无机盐离子,二是合成无毒的有机物质,如脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、有机酸等。
正常情况下,大多数植物细胞积累K+而排除Na +。
植物细胞膜上至少存在2 种不同的钾吸收系统低亲和K+吸收系统和高亲和K+吸收系统。
低亲和K+吸收系统是一个K+通道,只能顺浓度梯度由高向低运输K+,高亲和K+吸收系统则含有一个K+—H+同向运输装置,由于和质子电化学梯度紧密偶联并由此获得能量,可以逆着浓度梯度由低向高运输K+。
在受到盐胁迫时,K+的吸收由低亲和K+吸收系统转为由高亲和K+吸收系统,增强植物对K+的吸收并减少对Na +的吸收。
水孔蛋白的调节作用质膜上存在一种水孔蛋白(aquaporin) ,这种蛋白可以在膜上形成通道而让水分子线形通过。
水孔蛋白是一类膜内嵌蛋白(membrane intrinsic protein,MIP) ,包括液泡膜内嵌蛋白(tonoplast intrinsic protein,TIP) 和质膜内嵌蛋白(plasma intrinsic protein,PIP) 2 类。
植物水孔蛋白的功能包括:促进水的长距离运输;促进细胞内外的跨膜水运输;调节细胞的胀缩及运输其他小分子物质。
水孔蛋白的调控主要有3 种:水孔蛋白在特定组织与细胞表达,这是调节功能的最直接方式;改变水孔蛋白的含量;调节水孔蛋白的活性。
(3)维持膜结构的完整性保护酶活性和活性氧清除剂含量。
(4)通过代谢产物与盐类结合,减少游离离子对原生质的破坏作用。
如细胞内广泛存在的清蛋白,它能提高亲水胶体对盐凝固作用的抵抗力,从而避免了原生质受电解质影响而凝固。
有机物、多肽等。
(5)消除盐对酶或代谢产生的毒害作用很多抗盐植物的某些酶活性要求有高盐环境,如玉米幼苗用NaCl 处理时可提高过氧化物酶活性,大麦幼苗在盐渍条件下仍保持丙酮酸激酶的活性,但不耐盐的植物则缺乏这种特性。
(6)激素调控激素可提高植物的抗盐性, 抵消盐分胁迫, 促进植物生长。
ABA在植物对外界逆境的感受及其信号传导中起着关键的作用。
植物首先诱导合成了ABA,而ABA又诱导了许多抗盐基因的表达。
在盐胁迫下,ABA 在细胞中的含量增加,从而促进气孔关闭以减少因蒸发作用而造成的水分的损失。
(7)胁迫信号的感知和传导。
SOS (salt overly sensitive) 信号传导途径是与植物耐盐性相关的信号传导途径之一。
Wu 等在通过快中子或T-DNA 插入突变方法得到了大约250 000 株拟南芥,然后在含NaCl 的培养基上筛选,获得了40 多个SOS 突变体,通过对这些SOS 突变体进行等位性检测,定义了5 个耐盐性基因:SOS1, SOS2, SOS3, SOS4, SOS5。
SOSI 基因被认为是植物耐盐性的一个必需基因,位于第二条染色体上。
与盐胁迫有关的信号主要有Ca2+ / CaM、ABA、H2O2 等。
H2O2在植物逆境生理中可能起到信号分子的作用。
人们首先发现O·2可以通过影响脂膜流动性而促进气孔的关闭;外源低浓度H2O2处理可引起细胞游离Ca2+浓度增加,启动Ca 信使系统,从而导致气孔关闭。
ABA可以诱导H2O2的产生,同时在ABA 诱导的气孔关闭过程中也发现了过氧化氢酶相关基因的表达,这说明H2O2可能是信号传导链的一个中间环节。
(8)改变代谢途径在盐分胁迫下,植物的代谢就会受到干扰而发生紊乱,而一些盐生植物则能够通过改变其自身的代谢途径而适应高盐分的生境. 一些盐生植物如獐毛,在盐渍条件下,其代谢途径可由C3 途径改变为C4 途径,增强了光合作用,日中花也是如此,在低盐下其代谢是C3途径,转到高盐条件下其光合途径转向CAM 途径. 这种转变的机理,赵可夫认为主要是Cl-活化细胞中PEP 羧化酶而抑制了RUBP 羧化酶所导致的。
三、提高耐盐性的途径1、对盐渍进行土壤改良,是一项长期、重要而艰巨的工程,而且成本昂贵。