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1、鹽脅迫對植物的影響及植物的抗鹽機理摘要:鹽是影響植物生長和產(chǎn)量的主要環(huán)境因子之一,根據(jù)國內(nèi)外最新的研究資料,從鹽脅迫對植物的生長、水分關(guān)系、葉片解剖學(xué)、光和色素及蛋白、脂類、離子水平、抗氧化酶及抗氧化劑、氮素代謝、蘋果酸鹽代謝、葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響,及影響光合作用的機制等方面入手,對植物鹽脅迫研究現(xiàn)狀及進展情況進行了綜述,旨在為開展植物抗鹽機理研究、選育培育耐鹽植物新品種提供依據(jù)。關(guān)鍵詞:植物鹽脅迫抗鹽性機理EffectsofSaltStressonPlantsandtheMechanismofSaltTolerance
2、Abstract:Salinityisthemajorenvironmentalfactorlimitingplantgrowthandproductivity.Accordingtothedocumentsanddataathomeandabroad,theresearchcurrentsofsaltstressinplantsweresummarizedincludingtheeffectonplantgrowth,thewaterrelations,leafanatomy,photosyntheticpigment
3、sandproteins,lipids,ionlevels,antioxidativeenzymesandantioxidantsetc.Thisreviewmayhelptostudythesalt2tolerantmechanismandbreedingnewsalt-tolerantplants.Keywords:plant,salt2stress,salt2tolerant,mechanism目前,受全球氣候變化、人口不斷增長的影響,土壤鹽堿化日趨嚴重。鹽分是影響植物生長和產(chǎn)量的一個重要環(huán)境因子,高鹽會造成植物減
4、產(chǎn)或死亡。過去的二十年已有很多有關(guān)鹽脅迫生物學(xué)及植物對高鹽反應(yīng)的報道。這些研究涉及到脅迫相關(guān)的生物學(xué)、生理學(xué)、生化及植物對鹽脅迫產(chǎn)生的一些復(fù)雜的反應(yīng)等很多方面。本文分別在鹽脅迫對植物產(chǎn)生的影響、植物抗鹽途徑、抗鹽的生理基礎(chǔ)和分子機制等方面進行了綜述。1鹽脅迫對植物的影響各種鹽類都是由陰陽離子組成的,鹽堿土中所含的鹽類,主要是由四種陰離子(Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-)和三種陽離子(Na+、Ca2+、Mg2+)組合而成。陽離子與Cl-、SO42-所形成的鹽為中性鹽;陽離子與CO32-、HCO3-所形成的鹽為堿
5、性鹽,其中對植物危害的鹽類主要為Na鹽和Ca鹽,其中以Na鹽的危害最為普遍。鹽脅迫下,所有植物的生長都會受到抑制,不同植物對于致死鹽濃度的耐受水平和生長降低率不同。鹽脅迫幾乎影響植物所有的重要生命過程,如生長、光合、蛋白合成、能量和脂類代謝。1.1對生長及植株形態(tài)的影響鹽脅迫會造成植物發(fā)育遲緩,抑制植物組織和器官的生長和分化,使植物的發(fā)育進程提前。植物被轉(zhuǎn)移到鹽逆境中幾分鐘后,生長速率即有所下降,其下降程度與根際滲透壓呈正比。最初鹽脅迫造成植物葉面積擴展速率降低,隨著含鹽量的增加,葉面積停止增加,葉、莖和根的鮮重及干重降
6、低。鹽分主要是通過減少單株植物的光合面積而造成植物碳同化量的減少。在控制條件下測試了11種木麻黃屬植物以后,發(fā)現(xiàn)木麻黃的發(fā)芽率和生長速率隨NaCl濃度的增加而降低[1]。植物葉片中Na+的過量積累常見葉尖和葉緣焦枯(鈉灼傷),而且會抑制對鈣的吸收,造成植物的缺鈣現(xiàn)象,新葉抽出困難,早衰,結(jié)實少或不結(jié)實;Ca2+過量可能導(dǎo)致缺乏硼、鐵、鋅、錳等養(yǎng)分;Mg2+過量則會使植物葉緣焦枯,導(dǎo)致缺鉀,老葉葉尖葉緣開始失綠黃化,直至焦枯。SO2-4離子濃度高也會引起缺鈣,使植物的葉片發(fā)黃,從葉柄處脫落。氯離子的過量積累也會引起氧灼傷,
7、植株生長停滯、葉片黃化,葉緣似燒傷,早熟性發(fā)黃及葉片脫落,而且還會影響硝態(tài)氮的吸收和利用。1.2對水分關(guān)系的影響植物的水勢和滲透壓勢與鹽分的增加呈負相關(guān),而細胞膨脹壓則會隨著鹽分的增加而升高。多年生草Urochondrasetulosa在含鹽基質(zhì)上培養(yǎng)時,葉片的水分、滲透勢和氣孔導(dǎo)度與鹽分的增加具有極大的負相關(guān),壓力勢隨著鹽分的增加而降低[2]。在鹽地堿蓬中,隨著鹽分的增加,葉片的水勢和蒸發(fā)速率會顯著降低,然而它的葉片相對含水量卻沒有變化[3]。1.3對葉片解剖學(xué)的影響鹽分會增加豆類、棉花葉片的表皮厚度、葉肉厚度、柵欄細
8、胞長度、柵欄細胞直徑和海綿細胞的直徑。相反,紅樹植物小花鬼針草葉片中,表皮和葉肉的厚度及細胞間隙會隨NaCl處理水平的升高而迅速減小。番茄中葉面積和氣孔密度隨鹽濃度的升高而降低[4]。鹽脅迫會導(dǎo)致甘薯葉片中液泡形成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)部分膨脹、線粒體脊數(shù)目減少、線粒體膨大、囊泡形成、液泡膜破碎或胞質(zhì)降解[5]。1.4對光和色素及
