外源钾对盐胁迫下植物生长和生理特征影响的研究进展

钾离子参与植物多个生理代谢过程,能不同程度地缓解植物受到的盐胁迫,促进植物生长发育。为了全面了解外源钾对盐胁迫下植物生长的影响,本研究归纳了盐胁迫对植物生长代谢的影响,钾在植物体内的生理作用以及外源钾对盐胁迫下植物生长生理特征的影响;分析了钾对盐胁迫下植物的生长发育、光合荧光特性、渗透物质及抗氧化酶活性、体内水分状况及离子分布的影响。针对当前钾离子缓解植物盐胁迫的分子机制及应用研究较少的问题,建议在今后的研究着重从以下两方面开展：（1）明确盐胁迫下植物体内钾离子转运机制、信号转导和相关基因的调控表达;（2）开展盐碱地肥料长期定位研究并研发可以提高植物耐盐性的新型钾肥。通过以上研究的开展,可为今后利用钾提高植物耐盐性以及盐渍土壤的改良提供解决方案。     

外源生长调节物质对甜高粱种子萌发过程中盐分胁迫的缓解效应及其生理机制

盐渍化土壤中盐胁迫是作物种子萌发和生长发育的主要限制因子, 探究盐分胁迫下提高种子萌发率的技术及机制对开发利用盐碱地有重要意义。本文以不同耐盐能力的高粱品种国甜2011和国甜106为材料, 研究了盐分对甜高粱种子萌发期生长过程的影响, 并比较了耐盐性差异。以耐盐性弱的国甜106为试材, 探究盐分胁迫下不同生长调节物质[γ-氨基丁酸(GABA)、赤霉素(GA₃)、激动素(KT)和水杨酸(SA)]对甜高粱种子吸水萌发过程中生长特性的调节效应。表明, 盐分胁迫显著抑制种子的吸水萌发, 降低种子的吸水速率、发芽势、发芽率、发芽指数, 增加种子的相对盐害率和丙二醛(MDA)含量。外源生长调节物质可有效缓解盐害, 显著增加种子的吸水率、发芽率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量, 提高SOD (超氧化物岐化酶)、POD (过氧化物酶)、CAT (过氧化氢酶)的活性, 促进K ⁺、Ca ²⁺、Mg ²⁺离子的吸收, 降低Na ⁺和MDA含量。外源生长调节物质主要是通过提高保护酶活性、渗透调剂物质含量和维持体内离子平衡来提高耐盐性。GA₃和GABA对盐害的缓解效应较好, 而KT促进种子对Mg ²⁺的吸收效果较好。本研究表明外源生长调节物质(尤其是 GA₃和 GABA)可用于盐碱地高粱生产, 为减轻盐碱地对高粱的盐碱胁迫提供了理论依据。     

钙对植物耐盐性的影响

概述了盐胁迫下外源钙对植物耐盐性的影响,钙可抑制活性氧物质的生成、保护细胞质膜的结构、维持正常的光合作用,从而提高植物的耐盐性。而且细胞内的钙离子作为第二信使传递胁迫信号,调节植物体内的生理生化反应。     

盐胁迫及外源Ca2+调控对甘薯生理特性的影响

甘薯耐盐性较强,可作为开发利用盐渍地的作物,对其耐盐机理的研究具有一定的意义。对‘徐薯18’、‘栗子香’、‘胜利百号’3个甘薯品种进行盐胁迫及外源Ca2＋调控试验。盐胁迫下,甘薯叶片的总氮含量、叶绿素含量、DNA含量、RNA含量和RNA/DNA值都降低,游离氨基酸含量增加,脯氨酸迅速累积。外源Ca2＋处理后,同工酶种类和相对活性均较非钙处理有所增加,降低了叶片中的Na＋积累,延缓了质膜的损伤,提高了甘薯的耐盐性,且不同品种表现一致。为深入研究甘薯耐盐机理奠定了基础,同时为耐盐品种甘薯的选育及高产种植提供了理论依据。     

钙诱导黄瓜幼苗耐盐性效应

本试验以黄瓜为试材,研究了在100 mmol•L-1NaCl胁迫下,添加外源钙对黄瓜幼苗耐盐性的影响。结果显示,盐胁迫下黄瓜幼苗生物量显著下降,叶绿素含量和保护酶活性显著降低,同时脂质过氧化指标MDA含量显著增加,幼苗生长受抑制;添加外源钙能在一定程度上缓解盐害,表现为植株生物量增加,叶绿素含量、SOD和POD活性显著提高,MDA含量显著下降,同时游离脯氨酸含量显著上升,渗透调节能力增强,不同钙处理水平,效果有差异,以40 mmol•L-1 CaCl2处理效果最好,说明外源钙可缓解盐害对黄瓜幼苗生长的抑制作用,诱导其耐盐性的提高。     

盐胁迫下硝普钠对玉米种子萌发贮藏物质利用的影响

以100mmol/L NaCl作为盐胁迫条件.研究了100μmol/L外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)处理对玉米种子萌发、幼苗生长及贮藏物质利用的影响.结果表明.SNP处理可以提高盐胁迫条件下玉米种子的发芽率,促进幼苗的生长.尤其对根的生长和根数的增加有显著的促进作用.是其耐盐性提高的主要原因.SNP处理.提高了盐胁迫下淀粉总酶的活性和种子贮藏物质的运转率.减少由于呼吸作用引起贮藏物质的消耗率.从而促进了盐胁迫下种子的萌发和幼苗生长.     

植物盐胁迫响应的研究进展

中国土壤盐渍化程度越来越严重,已经成为限制植物栽培的重要因素之一。研究植物的盐胁迫调控机制,选育抗盐植物,有利于农业的生产、增产,有助于盐碱地的治理、改良。本综述概述了中国土壤盐渍化的概况,在盐渍化土壤中,植物受到的危害有渗透胁迫、离子毒害、膜透性改变及生理代谢紊乱等。为适应环境,植物启动一系列的调控机制来减缓盐害。从生理的角度,通过渗透调节、抗氧化酶的响应以及施加外源物质等方式可以缓解盐胁迫;从分子的角度,抗盐相关基因应激启动,调控相关蛋白的合成以及盐胁迫下蛋白质的差异性表达,来控制植株体内的离子浓度以达到平衡。同时,梳理了近年来与抗盐相关转录因子的研究,最后就植物的盐胁迫响应机制研究和耐盐植物的选育方面作了展望。     

植物响应淹水胁迫的研究进展

淹水胁迫是影响植物分布与生长发育的重要因素,植物耐涝性研究是提高作物耐涝性以应对日益严峻的极端气候及规模化生产管理的关键。为了合理开展植物耐涝性研究,深入挖掘不同植物响应淹水胁迫的调控机理,本文归纳了淹水胁迫对植物生长发育的影响,总结了植物响应淹水胁迫的调节机制,并详细分析了淹水胁迫对植物表型性状、生物量、光合作用、活性氧离子积累、糖含量和生物膜的影响,以及乙烯信号分子、活性氧清除机制、渗透调节、形态调节、分子和代谢调控在植物响应淹水胁迫中的调节机制。最后,通过总结,提出了合理开发外源调节物质提高作物耐涝性值得进一步的深入研究。     

水稻耐盐调节机制的研究进展

水稻是对盐胁迫中度敏感的作物。水稻通过无机离子渗透平衡、有机物质渗透平衡、活性氧清除、转运蛋白及跨膜运输等调节机制应对盐胁迫。因此研究盐胁迫下水稻体内反应机理及调节机制对水稻抗盐的研究有重要意义。通过水稻抵御盐胁迫反应机制在盐胁迫条件下变化,而了解水稻耐盐性具有反应机制有哪些,对于发掘耐盐相关调节机制,了解反应机制作用机理,解析耐盐生理生化机制有重要作用。同时,有助于培育耐盐能力提高的作物新品种,应用到实际水稻生产中,并为育种工作提供了理论基础。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜高粱(Sorghum bicolor)幼苗的影响

为探究外源亚精胺(spermidine,Spd)对盐胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化的影响,以‘辽甜1号’甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.5 mmol/L,1.0 mmol/L,1.5 mmol/L)的Spd喷施处理165 mmol/L NaCl胁迫下的甜高粱幼苗,测定处理7 d和15 d后甜高粱幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性等生理生化指标,测定处理15 d后甜高粱幼苗的株高、鲜重、干重及幼苗相对含水量。结果表明,盐胁迫显著抑制了甜高粱幼苗的生长及生理生化指标,喷施不同浓度Spd可提高盐胁迫下甜高粱幼苗叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr,降低Ci,提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量,降低MDA含量,提高SOD、POD、CAT和APX活性。说明在盐胁迫下外源喷施Spd能够增强甜高粱幼苗的光合作用,促进幼苗生长,同时增加渗透调节物质含量,提高抗氧化物酶活性以稳定细胞内环境,从而增强甜高粱幼苗的耐盐性,其中1.0 mmol/L的Spd处理效果最佳。本研究为利用外源Spd缓解植物盐胁迫伤害提供科学依据,为提高甜高粱幼苗的耐盐性提供一种新的手段。     

外源ZnCl2对成县迟蒜盐胁迫响应研究

用不同浓度的ZnCl2对盐胁迫下成县迟蒜鳞茎种子进行处理,对大蒜鳞茎种子萌发、幼苗生长和幼苗中渗透调节物质的含量及4种抗氧化酶活性进行了测定.结果表明,在单一NaCl胁迫下,大蒜鳞茎种子萌发和幼苗的生长受到严重抑制,添加不同浓度ZnCl2后,大蒜鳞茎种子萌发率和幼苗的耐盐性明显增强.添加浓度为10-5 mol/L时,大蒜鳞茎种子萌发率、萌发指数和芽长、根长、发根数以及幼苗鲜重、苗干重、根鲜重、根干重和根体积、抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性达到最大,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量降到最低.因此,外源ZnCl2缓解NaCl胁迫对大蒜鳞茎种子萌发和幼苗伤害的最适浓度为10-5 mol/L.     

外源水杨酸对NaCl胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗根系生长的影响

为了研究外源水杨酸(Salicylic acid,SA)对NaCl胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)种子萌发特性和幼苗根系生长的影响,以2个黄瓜品种（‘津春五号’、‘世纪春秀’）为材料,以浓度(150 mmol/L)的NaCl溶液结合外源水杨酸SA(0~1.0 mmol/L)处理黄瓜种子并进行发芽试验,观察了黄瓜种子的发芽情况及幼根生长特性。结果表明：在150 mmol/L NaCl胁迫下,黄瓜种子发芽和幼苗根系生长均受到抑制,对黄瓜幼苗根伸长的抑制比茎更明显;外源SA能显著改善NaCl胁迫下黄瓜种子发芽特性,促进幼苗根系的生长,缓解盐胁迫对黄瓜发芽和根系生长的伤害,并以0.25 mmol/L的SA溶液处理对盐胁迫伤害的缓解效果最好。NaCl胁迫下不同品种的耐盐性和外源SA的缓解效应存在差异,‘津春五号’的耐盐性和外源SA的缓解效应高于‘世纪春秀’品种。     

羽毛生物降解液对盐胁迫下小白菜生长的生理调控作用

为研究羽毛生物降解液(FBL)在缓解盐胁迫作用上应用,以小白菜为实验材料,采用盐土盆栽法,分析含不同游离氨基酸浓度(0、0.1、0.2、0.4、0.8 g/L)的FBL对盐胁迫(0.4% NaCl)下小白菜生长和生理指标的影响。结果表明,盐处理下,与不浇施FBL处理相比,浇施FBL后小白菜地上部鲜重显著提高,与无盐处理差异不显著,游离氨基酸浓度为0.4 g/L时生长指标最佳。施加FBL显著降低了叶片丙二醛(MDA)含量,过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著提高;脯氨酸(Pro)浓度随着FBL中游离氨基酸浓度增加显著升高。施加FBL后叶片可溶性蛋白含量显著升高。综上,外源施加FBL可以提高叶片抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,缓解盐胁迫对小白菜的伤害,最适宜的游离氨基酸浓度为0.4 g/L。实验结果可为次生盐渍化的土壤和盐碱地小白菜生产和种植提供一定的理论依据。     

外源硅对盐胁迫下黄果厚壳桂幼苗的光合荧光及抗氧化特性的影响

为探讨外源硅对盐胁迫下黄果厚壳硅的缓解作用。以一年生黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)幼苗为材料,在100 mg/L NaCl胁迫下,添加不同浓度(0、0.5、1、2 mmol/L)外源硅对幼苗进行处理,测定和分析不同处理下幼苗叶片的叶绿素含量、光合、叶绿素荧光特性参数和抗氧化酶含量。结果表明,外源硅能不同程度提高Pn、Tr、Gs、Fv/Fm,降低Ci;提高叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量;提高SOD、PPO和APX活性,降低MDA含量。其中PPO在1.0 mmol/L硅处理下效果最佳,其他指标均在 2.0 mmol/L硅处理效果最佳。可见,添加适度浓度硅可以缓解盐胁迫对黄果厚壳桂幼苗的伤害,提高其耐盐能力,该研究为黄果厚壳桂引种栽培提供参考。     

植物抗旱耐盐机理的研究进展

干旱、盐碱均是影响植物生长发育及作物减产的非生物胁迫因素,研究植物的抗旱性和耐盐性对农业生产和生态建设具有重要的意义。植物在受到干旱胁迫或者盐碱胁迫时,可以通过渗透物质的变化以及保护酶活性变化来响应干旱胁迫或者盐碱胁迫,从而提高植物的抗旱耐盐能力。同时许多与植物抗旱耐盐相关的基因被克隆和分析,并通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,同样提高了转基因植物的抗旱耐盐能力。笔者从植物形态、生理生化水平以及活性氧清除和转录因子等方面概述了植物的抗旱和耐盐机制。     

Absence of a genetic relationship between salt tolerance during seed germination and vegetative growth in tomato

Two approaches were used to determine the relationship between salt tolerance during seed germination and vegetative growth in tomato. First, F₄ progeny families of a cross between a breeding line, ‘UCT5’ (salt sensitive at all developmental stages), and a primitive cultivar, ‘PI 174263’ (salt tolerant during germination and vegetative growth), were evaluated in separate experiments for salt tolerance during germination and vegetative growth. There were significant differences among the F₄ families in both the rate of seed germination and the plant growth (dry matter production) under salt stress. There was, however, no significant correlation between the ability of seeds to germinate rapidly and the ability of plants to grow under salt stress. In the second approach, selection was made for rapid germination under salt stress in an F₂ population of the same cross and the selected progeny was evaluated for salt tolerance during both germination and vegetative growth. The results indicated that selection for salt tolerance during germination significantly improved germination performance under salt stress; a realized heritability estimate of 0.73 was obtained. Selection for salt tolerance during germination, however, did not affect plant salt tolerance during vegetative growth; there was no significant difference between the selected and unselected progeny based on either absolute or relative growth under salt stress. Obviously, in these genetic materials, salt tolerance during germination and vegetative growth are controlled by different mechanisms. Thus, to develop tomato cultivars with improved salt tolerance, selection protocols that include all critical developmental stages would be desirable.     

外源活性物质对小麦苗期抗逆性的影响

为了探讨外源活性物质对小麦耐盐性的影响,采用盐碱土盆栽法,分析了大丽轮枝孢(Verticillium dahliae) Asp f2类蛋白溶液(0.8%,VDAL)、海藻寡糖(0.1%,AOS)和蒸馏水(CK)拌种对小麦幼苗生长发育和抗逆生理的影响。结果表明,与CK相比,VDAL和AOS拌种均显著提高了盐胁迫下小麦苗期株高、根系干重和叶干重,根冠比分别较CK提高8.5%和6.8%。AOS拌种显著提高了叶片叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量。VDAL和AOS拌种均能显著降低叶片丙二醛含量,VDAL拌种能显著提高叶片可溶性糖和脯氨酸含量,使叶片过氧化物酶(POD)活性显著提高达29.5%;AOS拌种能显著提高脯氨酸含量和POD活性。由此可见,VDAL和AOS拌种均对提高小麦苗期耐盐性具有一定促进作用,可以考虑在盐碱地小麦栽培中应用,以提高群体量。