植物鹽脅迫研究現(xiàn)狀【文獻(xiàn)綜述】

植物鹽脅迫研究現(xiàn)狀【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述生物技術(shù)植物鹽脅迫研究現(xiàn)狀摘要:鹽分是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因素之一。該文綜述了鹽脅迫對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、生長狀況、生理生化反應(yīng)等方面的影響。目前植物鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制的研究取得了一定的進(jìn)展,但仍有待于進(jìn)一步深入研究。關(guān)鍵詞:鹽脅迫抗鹽性生理生態(tài)形態(tài)結(jié)構(gòu)1前言目前全世界約有100多個國家57億畝土地受鹽堿化影響,約占陸地面積的三分之一。我國鹽漬化土地近1億hm2,同時我國沿海灘涂鹽漬土面積近2×l06hm2。還有因長期的低標(biāo)準(zhǔn)田間灌溉導(dǎo)致泥質(zhì)濱海區(qū)域幾乎整體次生鹽漬化,地力日趨衰

2、退。因此,沿海大面積土壤的鹽漬化和內(nèi)陸干旱、半干旱地區(qū)因強(qiáng)烈的地表蒸發(fā)造成的土地鹽漬化及不適當(dāng)灌溉造成大面積土壤的次生鹽漬化,已經(jīng)成為制約農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的嚴(yán)峻問題。在人類社會現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快、人口數(shù)量不斷增加、耕地面積日趨減少和淡水資源嚴(yán)重不足的巨大壓力下,如何開發(fā)利用如此大面積的鹽堿地已成為世界性問題[1]。因此,研究林木耐鹽性機(jī)理,培育耐鹽性材料,改善鹽堿地區(qū)生態(tài)環(huán)境并解決沿海等城市綠化建設(shè)等問題,具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。2植物耐鹽研究土壤鹽漬化不同程度地影響了植物的正常生

3、長,造成了經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的巨大損失。國內(nèi)外有關(guān)植物對鹽脅迫的生理響應(yīng)以及它們與耐鹽能力關(guān)系等方面的研究報道很多。植物對鹽的反應(yīng)受許多因素的影響:①鹽脅迫的強(qiáng)度(輕度、中度、重度)及時間;②物種、品種、植物器官;③植物生長發(fā)育的階段[2]。2.1鹽脅迫對植物生長的影響研究鹽分對植物最普遍最顯著的效應(yīng)是抑制生長,影響種子出苗率、成苗率、苗木生長量及嫁接成活率,其對根的影響超過對枝干的影響。當(dāng)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成正比[3]。Yeo等發(fā)現(xiàn)鹽脅迫下植物

4、的生長受阻早于光合下降[4]。一些長期試驗的結(jié)果表明生長的減少量大于光合的下降量。因此,許多研究者認(rèn)為鹽脅迫下造成生長下降的原因是葉片面積減少造成光合面積減少,導(dǎo)致同化產(chǎn)物的供應(yīng)不足,而非光合速率下降所致[5]。目前,關(guān)于鹽分對植物生長發(fā)育造成的影響主要有三種解釋:①鹽土中低水勢引起植物水勢下降,導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降是鹽影響多種生理生化過程的根本原因;②鹽害降低光合作用速率,減少同化率與能量的供給,從而限制了作物生長發(fā)育;③鹽害影響某些特定的酶和代謝過程[6]。2.2鹽脅迫對植物生理的影響研究2.2

5、.1鹽脅迫對植物光合作用的影響一般來講,鹽脅迫對植物(尤其是鹽生植物)的光合作用具有抑制作用,而且隨外界鹽濃度的提高,被抑制的程度也越大[7]。但鹽脅迫對光合作用的具體途徑至今還沒有統(tǒng)一認(rèn)識:一種觀點認(rèn)為鹽脅迫主要是由于Na+和Cl-引起的;另一種觀點認(rèn)為鹽脅迫中滲透因素起著重要作用;還有研究者認(rèn)為鹽脅迫則是個兩相過程,短期脅迫主要是非NaCl特異性的滲透脅迫,長期脅迫則是NaCl特異性離子傷害[8]。在短期鹽脅迫下,植物葉片葉綠體膜蛋白含量下降,氣孔導(dǎo)度下降;在較長期鹽脅迫下,葉肉導(dǎo)度和光合面

6、積下降是植物生長受抑制的主要原因,即光合速率的下降是由非氣孔作用——葉肉阻力增加造成的,而葉肉阻力增加源于離子濃度的增加。因此,鹽脅迫下光合速率下降,是氣孔效應(yīng)還是非氣孔效應(yīng),許多相關(guān)試驗結(jié)果沒有統(tǒng)一結(jié)論,但是許多實驗證明鹽脅迫下,氣孔發(fā)生“非”均勻關(guān)閉[9]。2.2.2鹽脅迫對呼吸作用的影響在鹽化條件下,植物為了逆著電化學(xué)梯度汲取離子和維持生命,需要更多的能量。這種能量看來是由于呼吸作用的增大,也可能直接從光和磷酸化來供應(yīng)。這種呼吸作用的增大和直接來自光合作用的能量與O2的固定和整個植株生長的

7、減小有關(guān)[10]。在很高的鹽度水平上,呼吸作用是減少的。這種效應(yīng)在對鹽敏感的植物中更顯著,其結(jié)果是在需要能量最大的時候維持此時生命所需能量供應(yīng)不足。2.2.3鹽脅迫對生物膜的影響Lyons(1973年)的“質(zhì)膜傷害學(xué)說”認(rèn)為鹽分脅迫對植物的傷害作用主要是離子脅迫致使植物細(xì)胞質(zhì)膜損傷,使其選擇性遭到破壞,胞內(nèi)大量離子和某些有機(jī)物質(zhì)外滲,外界有毒鹽離子進(jìn)入,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的一系列生理生化過程受到干擾[11]。大量研究表明,植物在逆境脅迫中,體內(nèi)自由基代謝平衡被打破而出現(xiàn)自由基(O2-、OH、H2O2等)

8、的累積,積累的活性氧直接攻擊膜系統(tǒng)中不飽和脂肪酸,導(dǎo)致膜脂過氧化的發(fā)生,膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量增加,膜脂組分發(fā)生變化[12]。膜脂組分的變化破壞了膜的結(jié)構(gòu),使膜的流動性下降,生物膜的結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞或損傷,進(jìn)而引起一系列生理生化功能的改變。2.2.4鹽脅迫對酶系統(tǒng)的影響SOD、CAT、POD是植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng),它們相互協(xié)調(diào),共同作用清除活性氧,降低膜脂過氧化所產(chǎn)生的MDA,從而保護(hù)膜系統(tǒng)不受破壞[13]。但植物細(xì)胞內(nèi)許多酶只能在很窄的離子濃度范圍才具有活性,對于K+離子而言是0.1-0.

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