干旱和盐胁迫对紫叶酢浆草光合性能和渗透调节能力的影响
植物耐盐性和耐干旱性的分子机制

植物耐盐性和耐干旱性的分子机制随着全球气候变化的不断加剧,干旱和土地盐碱化日益成为威胁农业生产和粮食安全的严重问题。
如何提高植物的耐盐性和耐干旱性成为了当前研究的热点。
植物的耐盐性和耐干旱性是由多个遗传因素和分子机制共同调节的,本文将对植物耐盐性和耐干旱性的分子机制进行探究。
一、植物耐盐性的分子机制1.离子调节盐胁迫下,植物内部离子失衡,主要表现为离子外排减少,导致细胞内盐度升高,影响细胞代谢和生长发育。
植物通过调节离子的吸收、转运和排泄来维持细胞内离子平衡,进而增强耐盐性。
其中,K+/Na+的选择性吸收和转运是植物维持细胞内稳态的重要机制,许多关键基因参与了这一过程。
比如,SOS1、SOS2和SOS3是一个完整的离子调节系统,能够负责维持细胞内离子浓度平衡。
2.渗透调节盐胁迫下,植物细胞内部水势降低,导致渗透压升高,细胞体积收缩,影响生长和代谢。
在这种情况下,植物需要响应性地调整细胞渗透调节,适应盐胁迫环境。
植物渗透调节主要通过调节可溶性蛋白和多糖的含量来实现。
这一过程中,质膜和细胞壁的抗张强度也是非常关键的。
近年来的研究发现,几种基因家族参与了渗透调节,如AQP、DREB和bZIP家族。
3.生理反应盐胁迫下,植物产生一系列生理反应,以适应环境变化。
比如,根系生长促进、花色素、脯氨酸、可溶性糖等物质的合成和积累。
这些反应可能与CBL-CIPK、ABF基因家族的表达有关。
二、植物耐干旱性的分子机制1.膜保护干旱胁迫下,植物细胞内部水分减少,渗透压增加,导致细胞膜和细胞壁水分丧失。
在这个过程中,植物需要保护细胞膜和细胞壁的完整性,以维持细胞生命活动。
膜保护的主要机制是调节细胞内质膜的构成和稳定性。
许多关键基因参与了这一过程,如LEA、HSP和ERD等。
2.渗透调节干旱胁迫下,植物内部水分流失,渗透压增高,导致细胞体积减小。
植物通过渗透调节维持细胞内稳态,以适应干旱环境。
与耐盐性相似,植物渗透调节主要通过调节可溶性蛋白和多糖的含量来实现。
干旱胁迫对三种草本植物生理生化特性的影响

干旱胁迫对三种草本植物生理生化特性的影响【摘要】干旱胁迫对草本植物的生理生化特性产生了重要影响。
本文通过研究三种草本植物在干旱胁迫下的表现,发现干旱胁迫对植物生长、叶片形态结构、光合作用、叶绿素含量和抗氧化系统均具有显著影响。
三种草本植物在干旱胁迫下表现出共同的生理生化特性,同时也存在个体差异。
研究结果对草本植物适应干旱胁迫提供了有益启示,有助于深入了解植物的应激响应机制,为未来的植物生长调控提供理论依据。
通过本文的研究可以更好地认识干旱胁迫对草本植物的影响,为环境保护和农业生产提供科学依据。
【关键词】关键词:干旱胁迫,草本植物,生理生化特性,生长,叶片形态结构,光合作用,叶绿素含量,抗氧化系统,适应性。
1. 引言1.1 背景介绍干旱是世界各地普遍存在的自然灾害之一,对植物生长和发育造成了严重的影响。
随着全球气候变暖和人类活动的持续扩大,干旱事件频率和强度逐渐增加,进一步威胁着生态系统的稳定和可持续发展。
研究干旱胁迫对植物的影响,具有重要的理论和实际意义。
植物在受到干旱胁迫时会出现一系列生理生化变化以应对环境的挑战。
干旱胁迫对植物生长的影响主要表现为抑制植物的生长速率和降低植物的生长量。
干旱胁迫还会导致植物叶片形态结构的改变,例如叶片的萎缩和卷曲。
干旱胁迫还会影响植物的光合作用过程,减少植物的光合产物合成。
干旱胁迫还会降低植物叶绿素的含量,影响植物的光合作用效率。
干旱胁迫还会诱导植物的抗氧化系统进行调节,减少氧化应激对植物的损害。
干旱胁迫对植物的生理生化特性产生了复杂和多样的影响。
对这些影响进行深入研究,有助于揭示植物在应对干旱胁迫过程中的内部机制,为进一步提高植物抗旱能力提供理论依据。
1.2 研究目的本研究旨在探究干旱胁迫对三种草本植物生理生化特性的影响,以增加对植物抗旱适应机制的认识。
具体目的包括:1. 分析干旱胁迫对植物生长的影响,了解其在生长发育过程中可能遭受的影响;2. 探究干旱胁迫对叶片形态结构的影响,研究其可能导致的形态改变及其与抗旱能力的关系;3. 研究干旱胁迫对光合作用的影响,了解植物在受到干旱胁迫时光合作用的变化情况;4. 调查干旱胁迫对叶绿素含量的影响,探讨其在植物抗旱机制中的作用;5. 探讨干旱胁迫对抗氧化系统的影响,了解其在植物应对氧化逆境中的生化响应。
植物的胁迫生物学介绍植物在环境胁迫下的生理反应

植物的胁迫生物学介绍植物在环境胁迫下的生理反应植物是一类非常适应环境的生物,在面临各种外界胁迫时,它们能够通过一系列生理反应来应对并适应环境的变化。
植物在环境胁迫下的生理反应涉及多个方面,包括生长、发育、生殖和代谢等,下面将对其中几个重要的方面进行介绍。
1. 植物生长的胁迫反应植物的生长受到各种胁迫的限制,比如高盐、低温、干旱和缺氧等。
在高盐胁迫下,植物会出现植物体质量受限、叶片发黄和凋落、根系发育受阻等现象。
为了适应高盐环境,植物通常会调节离子平衡,增加保护性物质的合成,提高耐盐能力。
而对于低温、干旱和缺氧胁迫,植物则通过调节生长素、蛋白质和抗氧化物质等的合成来适应环境的改变。
2. 植物发育的胁迫反应环境胁迫对植物发育的影响是多方面的。
在干旱胁迫下,植物的生殖发育受到抑制,花粉发育不全,导致植物的繁殖能力降低。
而高温和低温胁迫则会对花蕾的形成和开花过程产生负面影响。
植物在面临这些胁迫时,会调节发育相关基因的表达,改变细胞的分化和发育速度,以适应恶劣的生长条件。
3. 植物生殖的胁迫反应植物的生殖过程也容易受到胁迫的影响。
高温和低温胁迫会导致花粉活力下降和花粉管发育受阻,从而导致植物的受精过程受到限制。
在干旱环境中,植物通常会减少花芽的分化和花朵的开放,以节约水分资源。
此外,植物在胁迫环境下的繁殖策略也会发生改变,有些植物会通过增加花朵数量或提高花朵结构的适应力来增加繁殖成功的机会。
4. 植物代谢的胁迫反应环境胁迫对植物代谢的影响主要表现在抗氧化系统、光合作用和呼吸作用等方面。
抗氧化系统是植物对抗各种胁迫的重要防御机制,当植物受到胁迫时,抗氧化酶的合成会被启动,以清除过氧化物和自由基等有害物质。
在光合作用方面,植物在高盐和干旱胁迫下会减少光合色素的合成和光合酶的活性,从而降低光合速率以避免能量损失。
在呼吸作用方面,植物在胁迫环境下通常会增加呼吸作用的强度,以获得更多能量来应对胁迫的威胁。
总结起来,植物在环境胁迫下的生理反应是一种适应性的反应,通过改变生长、发育、生殖和代谢等方面的生理过程,来应对环境变化带来的挑战。
模拟盐和干旱胁迫对4种虉草杂交后代种子萌发的影响

取20个正常生长 的 幼 苗 用 直 尺 进 行 胚 根 和 胚 芽 长 的 测量,不够20株的全部测量,取平均值 . [7]
2 结果与分析
1 材料和方法
1.1 试 验 材 料 虉 草 杂 交 品 系 YC10902、YC11101、YC11002、
YC108由 内 蒙 古 民 族 大 学 农 学 院 提 供. 供 试 种 子 2017年采集于内蒙古民族 大 学 科 学 技 术 园 区,待 种 子 成熟后晾干清 选 后 分 别 装 入 纸 袋,并 在 4℃ 下 冰 箱 保 存备用. 1.2 试 验 方 法
第39卷 第4期 草 原 与 草 坪 2019年
39
模拟盐和干旱胁迫对4种虉草杂交后代 种子萌发的影响
斯日古楞,张玉霞,韩雪梅,田 甜,王宏鹏,胡 洁
(内蒙民族大学 农学院,内蒙古 通辽 024800)
摘要:以 YC10902、YC11101、YC11002、YC1084个品系 为 材 料,分 别 利 用 100 mmol/L NaCl模 拟 盐分胁迫、10% PEGG600 模拟干旱胁迫和交互 处 理 后 对 相 对 发 芽 率、相 对 发 芽 指 数、相 对 活 力 指 数、根 长 和 芽 长 等 指 标 进 行 隶 属 度 综 合 评 价 . 结 果 表 明 :盐 胁 迫 不 仅 发 生 在 虉 草 (Phalarisarundinacea)种 子 萌 发 早 期 ,苗 后 生 长 期 也 受 到 显 著 影 响 ;干 旱 胁 迫 主 要 发 生 在 苗 后 生 长 期 ;交 互 胁 迫 的 影 响 最 显 著 ,发 生 在苗后生长期,尤以对胚芽的生长 限 制 为 主.在 单 一 盐 胁 迫 和 干 旱 胁 迫 下 YC108 表 现 最 好;在 交 互 处 理下,YC11101品系表现最好,YC108仅次于 YC11101.试验表明 YC108和 YC11101品系在科尔沁地 区具有良好的种植潜力. 关 键 词 :虉 草 ;杂 交 后 代 ;盐 和 干 旱 胁 迫 ;种 子 萌 发 中 图 分 类 号 :Q945.78;S56 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1009G5500(2019)04G0039G05
盐胁迫——精选推荐

盐分胁迫对植物的影响一、主要目的和要求1.通过实验,认识土壤盐分胁迫对植物生理生态特征的影响和植物的抗逆性。
2.掌握测定植物组织中过氧化氢酶活性、丙二醛含量和脯氨酸含量的常用方法。
3.提高学生的实验设计和实验操作能力、以及对实验结果的分析能力。
二、一般原理(一)盐分胁迫对植物的影响1.盐生植物概况盐土是指土壤饱和浸提液的电导值超过4ds·m-1的土壤,电导值超过15 ds·m-1的土壤为重盐土(余淑文,1998)。
盐渍生境即含有至少3.3巴渗透压盐水(相当于70mmol·L-1的单价盐)的生境,在此生境中能生长的自然植物区系就是盐生植物(Greenway H., 1980)。
反之,则为甜土植物或淡土植物。
2.盐分对植物的伤害土壤盐分过多,会降低土壤溶液的水势,导致植物严重的生理干旱,使物质不能及时吸收、合成和运输。
同时,高浓度的钠离子可置换细胞膜上结合的钙离子,膜功能也随之改变,细胞内外物质无选择进出。
高盐土上生长的植物体内常积累过多的盐分,植物代谢过程受影响,如过多的氯离子会阻碍蛋白质的合成,促进毒害物质积累和叶绿体分解;一定浓度的钾离子抑制有机物干重和净光合率的产生以及根质膜ATP酶活性(赵可夫等,1995);钠离子浓度高时抑制大多数酶的活性,并且钠离子及氯离子含量过多还会抑制植物对钾、钙等离子的吸收(王玮等,2003)。
在盐分胁迫下,气孔保卫细胞内的淀粉形成过程受到妨碍,气孔不能关闭,植物很快缺水枯萎。
盐胁迫还会导致自由基 2O、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H2O2)和单线态氧(1O2)等活性氧的产生,活性氧可使很多生物功能分子失去功能。
此外,有些重金属对植物根系产生直接伤害。
3.植物对盐胁迫的适应生长在盐渍化环境中的植物具有不同的适应。
(1)形态适应形态上出现植物体干而硬,叶退化成鳞片状或严重肉质化,新生枝条肉质化,同化枝行使光合功能,气孔下陷,如盐角草、盐节木、碱蓬、盐爪爪等。
盐胁迫对植物的影响

盐胁迫对植物的影响植物的抗盐性:我国长江以北以及沿海许多地区,土壤中盐碱含量往往过高,对植物造成危害。
这种由于土壤盐碱含量过高对植物造成的危害称为盐害,植物对盐害的适应能力叫抗盐性。
根据许多研究报道,土壤含盐量超过0.2%~0.25%时就会造成危害。
钠盐是形成盐分过多的主要盐类,习惯上把硫酸钠与碳酸钠含量较高的土壤叫盐土,但二者同时存在,不能绝对划分,实际上把盐分过多的土壤统称为碱土。
世界上盐碱土面积很大,估计占灌溉农田的1/3,约4×107ha,而且随着灌溉农业的发展,盐碱面积将继续扩大。
我国盐碱土主要分布于西北、华北、东北和海滨地区,盐碱土总面积约2~7×107ha,而且这些地区都属平原,盐地土层深厚,如能改良盐碱危害,发展农业的潜力很大,特别应值得重视。
土壤盐分过多对植物的危害:1.生理干旱:土壤中可溶性盐类过多,由于渗透势增高而使土壤水势降低,根据水从高水势向低水势流动的原理,根细胞的水势必须低于周围介质的水势才能吸水,所以土壤盐分愈多根吸水愈困难,甚至植株体内水分有外渗的危险。
因而盐害的通常表现实际上是旱害,尤其在大气相对湿度低的情况下,随蒸腾作用加强,盐害更为严重,一般作物在湿季耐盐性增强。
2.离子的毒害作用:在盐分过多的土壤中植物生长不良的原因,不完全是生理干旱或吸水困难,而是由于吸收某种盐类过多而排斥了对另一些营养元素的吸收,产生了类似单盐毒害的作用。
3.破坏正常代谢:盐分过多对光合作用、呼吸作用和蛋白质代谢影响很大。
盐分过多会抑制叶绿素生物合成和各种酶的产生,尤其是影响叶绿素-蛋白复合体的形成。
盐分过多还会使PEP羧化酶与RuBP 羧化酶活性降低,使光呼吸加强。
生长在盐分过多的土壤中的作物(棉花、蚕豆、番茄等),其净光合速率一般低于淡土的植物,不过盐分过多对光合作用的影响是初期明显降低,而后又逐渐恢复,这似乎是一种适应性变化。
盐分过多对呼吸的影响,多数情况下表现为呼吸作用降低,也有些植物增加盐分具有提高呼吸的效应,如小麦的根。
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。
植物的抗盐性
植物由于过多的吸收某种盐类而排斥了对另一些矿质盐的吸收,导致营养缺乏或产生毒害作用。 光合作用下降,叶绿体解体;蛋白质合成受抑制,但分解加强,产生有毒的产物,对细胞产生毒害。
(二)离子失调导致毒害作用
二、植物对盐渍的适应机理
分避盐与耐盐
(一)避盐的机理
植物通过某种方式将细胞内盐分控制在伤害阈值之下,以避免盐分过多对细胞的伤害。
ABA对气孔运动调节轮廓:
随着水分亏缺程度的加大,根系合成ABA以及木质部汁液中ABA的量增加,导致叶片气孔的关闭。这种化学信号称为正化学信号。
1.正化学信号
保卫细胞ABA的信号转导途径
ABA与膜上受体结合,产生肌醇三磷酸(IP3)和腺苷酸二磷酸核糖(cADPR),以激活胞内钙库中的Ca2+释放,同时胞外Ca2+也可以经过膜上的Ca2+通道 (Ca2+ channels)内流,从而使胞内Ca2+浓度升高;另外ABA还可以诱导胞质碱化(pH升高)。胞内Ca2+浓度和pH升高可通过调节胞内蛋白激酶/蛋白磷酸酶的活性而调节质膜上相关的离子通道,如激活质膜上的阴离子通道(anion channels)和K+外流通道(K+out channels)、钝化K+内流通道(K+in channels),从而诱导气孔关闭或者抑制气孔开放。
高盐条件下保持一些酶活性稳定。
2.能消除盐分对酶或代谢产生的毒害作用
如细胞中的清蛋白。
3.通过代谢产物与盐类结合减少盐离子对原生质的破坏作用
提高植物抗盐性的途径
抗盐锻炼 将植物种子按盐分梯度进行一定时间的处理,提高其抗盐能力。如盐水浸种。
选育抗盐品种
植物生长物质处理 促进植物迅速生长,稀释盐分。
植物适应盐碱环境的生理机制
植物适应盐碱环境的生理机制植物适应盐碱环境的生理机制是指植物在高盐碱环境下,通过一系列生理反应与调节,使其能较好地生长和发育。
盐碱胁迫对植物的生理过程和代谢有着重要影响,但植物通过一些调节机制来适应这些压力,保持正常功能。
1. 盐碱胁迫对植物的影响盐碱胁迫会导致土壤中离子浓度增加,水分利用受限,以及气体交换和光合作用受到干扰。
此外,盐碱环境中的高离子浓度也会导致膜损伤、蛋白质变性和酶活性降低。
这些因素共同导致植物的生长发育受阻。
2. 盐碱适应植物的调节机制2.1 离子平衡调节植物通过离子平衡调节来降低盐碱胁迫对细胞和组织的伤害。
这一调节机制包括限制钠离子进入根部、增加钠离子排出、保持高钾/钠比例等。
植物通过调节离子通道和运输蛋白的表达,有效控制离子的吸收和转运。
2.2 渗透调节为了维持细胞内的渗透平衡,植物会增加渗透物质的积累,以增加细胞内的溶质浓度。
这一调节机制有助于维持细胞的渗透平衡,避免细胞脱水和减少细胞质的冻结。
2.3 抗氧化防御盐碱胁迫会引发氧自由基的产生,导致氧化损伤和细胞膜的脂质过氧化。
植物通过一系列抗氧化机制,如超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸等,来清除氧自由基,从而保护细胞免受氧化损伤。
2.4 根系调节盐碱适应植物通常会产生较长的根系和细小的根毛,以增强与土壤的接触面积和水分吸收能力。
此外,根系还能分泌一些有益的化合物,如根际酸、某些细菌和真菌,来调节土壤中的盐碱环境。
3. 植物适应盐碱环境的途径3.1 自然选择与遗传进化植物在长期演化过程中,逐渐形成了对盐碱环境的适应性。
通过自然选择,能将适应盐碱环境的遗传特征传递给后代,进而形成适应环境的种群。
3.2 基因表达调节植物在盐碱胁迫下,会调节特定基因的表达来适应环境的变化。
这些基因参与离子平衡调节、抗氧化防御和渗透调节等生理过程。
通过调控基因表达,植物能够快速响应盐碱胁迫。
4. 遗传改良与品种筛选为了培育更耐盐碱的植物品种,研究人员通过遗传改良方法,如转基因技术和杂交育种,将耐盐碱基因导入到普通品种中,以提高其在盐碱环境下的生长能力。
施氮、干旱、盐处理对内蒙古草原典型植物光合作用的影响
施氮、干旱、盐处理对内蒙古草原典型植物光合作用的影响内蒙古草原是我国重要的草原类型之一,其典型植物包括羊草、羊茅、针茅等。
施氮、干旱和盐处理是影响草原植物生长和生存的重要环境因素。
本文将探讨这些因素对内蒙古草原典型植物光合作用的影响。
1. 施氮处理对光合作用的影响施氮是提高草原植物生产力和土壤肥力的重要手段。
然而,适量施氮能够促进光合作用,进而提高植物生长,但过量施氮则会抑制植物的光合作用。
研究表明,施氮对内蒙古草原植物的光合作用具有“U”型响应关系,即在适量施氮条件下,光合作用增强;而在过量施氮条件下,则会降低光合作用速率和净光合速率。
此外,施氮还会对植物的叶绿素含量、叶面积、植株根冠比等生理生态特征产生影响,进而影响植物的光合作用。
2. 干旱处理对光合作用的影响内蒙古草原是半干旱气候区,干旱是内蒙古草原植物生长和生存的重要限制因素之一。
干旱条件下,植物的光合作用速率和净光合速率会受到抑制。
研究表明,内蒙古草原植物对干旱的响应具有差异性。
一些植物如针茅具有较强的抗旱能力,能够维持较高的光合作用速率和净光合速率;而另一些植物如羊草则对干旱敏感,其光合作用速率和净光合速率会显著下降。
此外,干旱条件下植物的光合作用速率和净光合速率的降低也与植物的生理生态特征有关,如叶片水势、蒸腾速率等。
3. 盐处理对光合作用的影响内蒙古草原盐碱化的地区较多,盐胁迫是影响内蒙古草原植物生长和生存的重要环境因素之一。
盐处理会对植物的光合作用产生负面影响。
研究表明,盐处理下,植物的光合作用速率和净光合速率都会降低。
同时,盐碱胁迫还会导致植物的离子平衡失调,叶绿素含量下降,蒸腾速率降低等生理生态特征发生改变,也会影响植物的光合作用。
综上所述,施氮、干旱、盐处理都会对内蒙古草原典型植物的光合作用产生明显影响,这些影响与处理方式、植物种类和环境条件等有关。
对于草原生态系统的保护和管理,需要科学合理地选择施肥、灌溉等措施,减少干旱、盐碱等环境胁迫对植物的影响,促进草原植物的生长和光合作用。
- 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)。
干旱和盐胁迫对紫叶酢浆草光合性能和渗透调节能力的影响
时丽冉,牛玉璐(衡水学院生命科学系,河北衡水053000)
摘要:以盆栽紫叶酢浆草为供试材料,研究干旱和盐胁迫对紫叶酢浆草光合性能和渗透调节能力的影响。研究结果表明:紫叶酢浆草在不同程度干旱和盐胁迫的处理下,随着胁迫程度的加深,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)呈下降趋势,而胞间CO2浓度(Ci)却随之升高,非气孔限制因素为主要的限制因子;同时,茎和叶的渗透势下降,渗透调节能力增强。
关键词:紫叶酢浆草;干胁迫;盐胁迫;光合性能;渗透调节能力中图分类号:S688.4文献标识码:A文章编号:1674-1161(2009)04-0005-03
EffectofDroughtandSaltStressonthePhotosyntheticPropertiesandOsmoticAdjustmentAbilityinOxalisvidaceaL.SHILiran,NIUYulu(DepartmentofLifeScience,HengshuiUniversity,HengshuiHebei053000,China)Abstract:TheOxalisvidaceaL.seedlingsweretreatedwithDroughtanddifferentNaClconcentrationsandexaminedthephotosyntheticpropertiesandosmoticadjustmentability.TheresultsshowedthatwiththeconcentrationofNaClincreasingthenetphotosyntheticrate,transpirationrate,StomatalConductancedecreased,buttheintercellularCO2concentrationincreased,andthenon-stomatallimitationbecamethemainfactor.Theosmoticpotentialofstem,leafofOxalisvidaceaL.seedlingsdecreasedandtheosmoticadjustmentabilityincreased.Keywords:OxalisvidaceaL.;droughtstress;saltstress;photosyntheticproperties;osmoticadjustmentability
干旱和盐碱作为影响植物生长发育的重要逆境因子,会严重影响植物的生长发育,造成农作物减产,并使生态环境日益恶化,因此,对逆境生理的研究具有重要的意义。紫叶酢浆草(OxalisvidaceaL.)为酢浆草科酢浆草属,是多年生宿根草本植物,近几年在园林绿化中逐渐得到应用[1]。其原产于美洲热带地区,喜荫蔽、湿润的环境,是优良的彩叶观赏地被植物,对土壤适应性较强,叶片呈紫红色,为倒三角形,叶形似飞舞的蝴蝶,花序呈伞形,小花为白色。关于该植物的生理研究很少,尤其是各种逆境下其生理响应还未见报道。本试验通过研究干旱和盐胁迫条件下三角紫叶酢浆草光合性能和渗透调节能力的变化规律,以期为逆境生理研究提供资料。1材料与方法1.1处理方法2008年5—7月,自然条件下培养盆栽三角紫叶酢浆草至开花期,挑选生长状况一致的植株进行干旱和NaCl处理。干旱处理采用停止浇水的方法,土壤水分分别保持田间持水量的80%(正常处理)、60%(轻度干旱胁迫)、40%(中度干旱胁迫)和20%(重度干旱胁迫),处理10d后进行各项生理指标的测定;NaCl处理中的NaCl预定物质的量浓度分别为0(对照)、50、150、250mmol/L。为避免盐冲击效应,盐物质的量
浓度每天递增50mmol/L,直至预定物质的量浓度,然后每天定时、定量地按预定盐物质的量浓度浇灌1次,以保持NaCl物质的量浓度的恒定。达到预定物质的量浓度10d后进行各项生理指标的测定。1.2光合性能的测定
选取不同处理紫叶酢浆草叶片,在晴好的天气用TPS-1便携式光合作用测定系统测定净光合速率、蒸
腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,每个处理设3次重复。1.3渗透势的测定
渗透势的测定参照李德全等人提出的方法[2]。取
不同处理紫叶酢浆草叶片、茎的新鲜材料,用蒸馏水快速冲洗干净,吸干表面水分后,立即放入-80℃冰箱中。取出冰冻的茎、叶置于注射器中,置室温融化后,分别压出茎、叶的汁液,3000r/min离心10min后,用FM-8P冰点渗透压计测定细胞汁液的iC值,按ψ=-iCRT计算渗透势(式中:i为解离系数,C为物质
收稿日期:2009-07-21作者简介:时丽冉(1970—),女,硕士,副教授,从事植物生理及细胞生物学教学与研究工作。
第4期总第184期No.4TotalNo.1842009年8月Aug.2009农业科技与装备
AgriculturalScience&TechnologyandEquipment处理茎渗透势茎渗透调节能力叶渗透势叶渗透调节能力对照-0.65d-0.91d轻度干旱-0.79c0.14c-1.12c0.21c中度干旱-1.07b0.42b-1.46b0.55b重度干旱-1.32a0.67a-1.72a0.81a
表3干旱处理对紫叶酢浆草渗透调节能力的影响Table3EffectofdroughtstressontheosmoticadjustmentabilityinOxalisvidaceaL./MPa
的量浓度,R为气体常数,T为绝对温度)。渗透调节能力(OAA)按OAA=ψ对照-ψ处理计算,每个处理设3次重复。用LSR法进行数据处理与分析。2结果与分析2.1干旱和盐胁迫对紫叶酢浆草叶片光合性能的影响光合作用为植物生长发育提供物质和能量,是植物生长发育的基础,会对整个生物界产生巨大的作用,也极易受外界环境条件所影响。干旱处理和盐处理对紫叶酢浆草光合性能的影响分别见表1和表2。试验结果表明:不同程度的干旱和盐胁迫对紫叶酢浆草的光合性能各项指标均有显著影响;净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随干旱程度的加大和盐物质的量浓度的增加呈降低趋势;胞间CO2物质的量浓度则随着干旱程度和盐物质的量浓度的增加呈上升趋势;各处理间均差异显著;在中度干旱和物质的量浓度为250mmol/L以上的盐胁迫条件下,净光合速率已为负值,说明此时呼吸速率大于光合速率,植物受
表1干旱处理对紫叶酢浆草光合性能的影响Table1EffectofdroughtstressonthephotosyntheticpropertiesinOxalisvidaceaL.
处理净光合速率/(μmol/(m2·s))蒸腾速率/(mmol/(m2·s))气孔导度/(mmol/(m2·s))胞间CO2物质的量浓度/(μmol/mol)对照4.0a1.56a57a271d轻度干旱2.2b1.35b38b364c中度干旱0.3c0.6c14c490b重度干旱-1.1d0.25d6d669a
表2盐胁迫对紫叶酢浆草光合性能的影响Table2EffectofsaltstressonthephotosyntheticpropertiesinOxalisvidaceaL.
盐物质的量浓度/(mmol/L)净光合速率/(μmol/(m2·s))蒸腾速率/(mmol/(m2·s))气孔导度/(mmol/(m2·s))胞间CO2物质的量浓度/(μmol/mol)
04.0a1.56a57a271e502.7b1.38b46b319d
400-0.6e0.11e4e686a1000.9c1.15c35c345c250-0.3d0.18d13d505b
到了严重的伤害,有机物停止合成。干旱和盐处理都会对植物产生渗透胁迫,造成其生理干旱和吸水困难,这时植物可以通过气孔开度的减小或关闭来降低其蒸腾速率,从而减少水分蒸发。蒸腾过程由气孔控制,是叶内与大气水汽饱和差相关联的简单扩散,是作物被动吸水的原动力,也是作物吸收的矿质养分随水分从根系运至地上部分的主要方式,与光合速率共同影响着作物的水分利用效率[3]。试验表明:干旱和盐胁迫条件下,气孔导度急剧下降。中度干旱时气孔导度只有对照的24.6%,重度干旱下则只有对照的10.5%。盐胁迫对气孔导度的影响与干旱类似,400mmol/L的NaCl处理下,气孔导度仅为对照的7%。随着紫叶酢浆草叶片气孔导度下降,水分通过气孔向大气传送的阻力增加,叶片的蒸腾速率明显降低。而较长时间的干旱和盐胁迫可能使光合作用酶活性下降钝化,造成CO2不能被充分利用,致使胞间CO2物质的量浓度升高。
2.2干旱和盐胁迫对紫叶酢浆草渗透调节能力的影
响渗透调节是耐旱植物适应干旱逆境的一种重要机制。在干旱条件下,植物在细胞内主动积累溶质,导致细胞的渗透势、水势下降,使植物在干旱条件下增强吸水能力,以维持一定的膨压,进而维持细胞的生长、气孔开放和光合作用等生理过程[4]。而盐分胁迫除
了造成渗透胁迫外,还存在离子毒害,因此较干旱胁迫对植物伤害大。从外界低水势环境吸水是植物遭受盐胁迫后普遍的生理反应。干旱处理和盐处理对紫叶酢浆草渗透调节能力的影响分别见表3和表4。试验
农业科技与装备2009年8月6