盐碱胁迫下抗碱牧草碱地肤溶质积累、分布特点及有机酸的生理贡献

对碱地肤幼苗进行盐、碱胁迫处理,通过测定各种溶质积累及分布特点,探讨碱地肤适应盐碱生境生理机制的部位差异,明确有机酸对其适应盐碱生境的贡献。结果表明,各种溶质在幼叶、成熟叶、幼茎、老茎及根等不同部位的分布存在明显差异,其中无论胁迫与否,有机酸均主要分布在茎叶之中,特别是在决定光合生产力的成熟叶片中。Na⁺、K⁺、Ca²⁺在不同部位的分布规律基本一致,表明Na⁺对K⁺、Ca²⁺的吸收与转运不存在拮抗竞争作用。实验证明了K⁺、Ca²⁺ 特殊的吸收机制及各溶质的分布特点对碱地肤抗盐碱生理是至关重要的;不论在盐胁迫还是碱胁迫下,有机酸在碱地肤不同部位特别是成熟叶中,均是参与渗透调节、离子平衡及pH调节的主导成分,是决定碱地肤适应盐碱生境的关键物质之一。实验同时也证明了碱地肤的不同部位对盐碱胁迫的适应机制有所不同。     

羊草苗期对盐碱胁迫的生长适应及Na+、K+代谢响应

通过盆栽实验,混合2种中性盐(NaCl∶Na₂SO₄=9∶1)和2种碱性盐(NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1)分别模拟不同强度的盐碱条件,处理35 d的羊草幼苗,研究2种胁迫对羊草各营养器官生长和盐离子分布的影响及其适应机制。结果表明,随着盐和碱胁迫浓度的增加,羊草营养器官生物量、克隆生长性状(根茎子株、分蘖子株等)、光合作用、K⁺含量等均显著降低,Na⁺含量和Na⁺/K⁺均显著增加。在高胁迫强度下(200 mmol/L)碱胁迫引起的各项指标增减均显著高于盐胁迫。在2种胁迫下,根茎生物量的降低幅度最大,根茎子株的降低量高于分蘖子株。在盐胁迫和低浓度碱胁迫下,根和根茎内Na⁺、K⁺含量和Na⁺/K⁺的增减均高于茎叶,在高浓度碱胁迫下(200 mmol/L)茎和叶内Na⁺含量显著增加。这表明在相同强度胁迫下,尤其在高浓度胁迫下,羊草耐盐而不耐碱,在盐胁迫和低浓度的碱胁迫下,羊草具有相似的生长适应策略及Na⁺、K⁺代谢响应,主要表现在减少向根茎的能量输出及子株产生,维持羊草的原位生长策略,同时将Na⁺向根茎和根区划,避免茎叶生长受损。但在高碱胁迫下,pH造成的胁迫超出羊草根与根茎的承载力,使其失去拦截Na⁺的功能而导致大量Na⁺涌入茎叶,进而影响其光合作用,使其生长严重受损。无论在生长适应或者Na⁺、K⁺代谢中,根茎的存在均起到一定的保护作用,缓解了盐碱胁迫对其他器官生长的伤害。     

追施氮肥对盐地碱蓬生长及其改良盐渍土效果研究

为了研究追施氮肥对盐地碱蓬生长及其对盐渍土改良的影响,通过田间小区试验研究了不同追施氮量(0~450 kg/hm²)对盐地碱蓬生长、离子累积以及盐渍土修复的影响。结果表明,追施氮肥能够提高盐地碱蓬茎秆、籽粒和叶片的生物量;在0～450 kg/hm²范围内,盐地碱蓬的各部分生物量均随着追施氮量呈直线增长的趋势。追施氮肥对盐地碱蓬茎秆、籽粒和叶片中的K⁺、Na⁺ 、Ca²⁺、Mg²⁺含量无显著影响,但不同器官不同离子含量之间存在较明显的差异。追施氮肥能够增加盐地碱蓬各部分对K、Na 、Ca、Mg的累积;450 kg/hm²施氮量的盐地碱蓬的各离子累积量均较不施氮显著增加。土壤表层的Na⁺、K⁺含量随着追施氮量增加而降低。总之,追施氮肥能够促进盐地碱蓬对盐渍土的生物修复,降低土壤中的Na⁺浓度及其危害。     

不同生境种源盐地碱蓬幼苗生长发育对盐分胁迫的响应和适应

为探讨盐地碱蓬适应不同生境的生理机制,研究了不同盐分处理(0,200和400 mmol/L的NaCl;0,200和400 mmol/L的KCl)对盐碱地和潮间带两种种源盐地碱蓬的生长发育、植株离子积累、叶片光合荧光指标和植株抗氧化系统的影响。结果表明,与对照相比,200 mmol/L的NaCl处理使盐地碱蓬的地上部鲜重、干重、肉质化程度显著增加,400 mmol/L的NaCl处理和两种浓度的KCl处理使盐地碱蓬的鲜重、干重、肉质化程度显著降低。不同浓度的NaCl处理使盐地碱蓬地上部Na⁺和Cl^-含量显著增加,K⁺含量显著降低;不同浓度的KCl处理使盐地碱蓬地上部K⁺和Cl^-含量显著增加,Na⁺含量显著降低。200 mmol/L的NaCl处理对碱蓬叶片的净光合速率、光合放氧速率、F_v/F_m值和φPSⅡ值无明显影响,而KCl处理则使碱蓬叶片各光合荧光参数显著降低。低浓度(200 mmol/L)NaCl处理使碱蓬SOD活性显著增加,但高浓度(400 mmol/L)NaCl处理和两种浓度的KCl处理均使碱蓬SOD活性显著降低。两种离子的不同浓度处理均使碱蓬POD活性显著增加。潮间带种源盐地碱蓬的地上部鲜重、干重、肉质化程度、光合荧光参数、地上部离子含量(Na⁺和Cl^-)均显著低于盐碱地生境。钾盐对盐地碱蓬的胁迫效应显著大于钠盐。盐碱地生境种源盐地碱蓬对盐分胁迫的响应显著高于潮间带。     

不同程度盐胁迫对碱茅离子吸收与分配的影响

用不同盐分浓度的硫酸盐混合盐对盆栽碱茅进行胁迫,探讨盐胁迫下碱茅根系对土壤中Na⁺、K⁺选择性吸收(SA)及植株各部位间Na⁺、K⁺选择性运输(ST)能力的变化,并对盐胁迫下植株各部位中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-分布特性的变化进行研究。结果表明,当土壤有效性Na⁺含量小于22mmol/100g干土时,盐胁迫对碱茅根系的选择性吸收能力无显著影响,且选择性运输能力尚有所增强,但当土壤有效性Na⁺含量达31mmol/100g干土时,碱茅根系的选择性吸收能力约为对照的1/2,其选择性运输能力极弱;随着土壤中盐分含量的增加,碱茅叶鞘控制Na⁺、促进K⁺向叶片运输的能力则不断增强。     

盐胁迫对彩叶草生长和渗透调节物质积累的影响

用NaCl浓度为0(对照),10,50,100,150,200 mmol/L处理盆栽彩叶草,研究盐胁迫对彩叶草生长、水分状况和渗透调节物质积累的影响。结果显示,与对照相比,随着NaCl浓度增加,彩叶草鲜重、干重、含水量、水势均呈下降趋势,Na⁺、脯氨酸、可溶性糖含量呈上升趋势,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-含量呈先上升后下降趋势,游离氨基酸含量呈先下降后上升趋势。高效液相色谱结果显示8种有机酸含量的变化幅度也各不相同。综合分析表明,NaCl胁迫对彩叶草生长有抑制作用,且随着盐浓度的增加,其生长受抑制和水分胁迫程度加重;低浓度盐胁迫下,彩叶草通过积累Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-等无机离子和脯氨酸、可溶性糖、乙醇酸、丙二酸、α-酮戊二酸和柠檬酸等有机渗透调节物质进行调节的;而高浓度盐胁迫下,通过积累Na⁺、脯氨酸、可溶性糖、游离氨基酸、苹果酸、丁二酸、草酸、乙醇酸和丙二酸等渗透调节物质进行调节。因此,在不同浓度盐胁迫下,彩叶草通过改变渗透调节物质种类或积累量适应渗透胁迫。     

罗勒对海水胁迫的生理响应

采用网室盆栽实验,研究了不同浓度海水(0,5%,10%,20%,30%和40%)处理下罗勒生长及生理特性的响应特征。结果表明,海水胁迫显著降低罗勒植株生长速率及地上部干物质积累量,而根系在30%海水处理下基本不受影响。高盐(30% 和40%)处理显著促进罗勒植株可溶性糖和脯氨酸的积累、提高其叶片水分利用效率,但光合作用受到不同程度的抑制,光合速率的降低主要是由气孔因素所引起。海水胁迫下植株大量吸收Na⁺的同时伴随根系或茎部K⁺和Ca²⁺含量的显著降低,而叶片K⁺、Ca²⁺ 含量维持不变或显著增加。盐胁迫植株体内57.1%～64.6%的Na⁺ 积累在根系,而超过50%的K⁺ 和Ca²⁺分布在叶片中。海水胁迫明显降低罗勒植株K⁺/Na⁺ 和Ca²⁺/Na⁺,但所有盐处理的植株均维持较高的叶片K⁺/Na⁺ 和Ca²⁺/Na⁺,40%海水处理的叶片K⁺/Na⁺ 值仍高于3。研究结果表明,罗勒通过将Na⁺主要区隔于根系并维持叶片K⁺/Na⁺ 或Ca²⁺/Na⁺的稳定,以及在高盐环境下积累可溶性糖和脯氨酸进行渗透调节来适应不同浓度的海水胁迫。     

盐胁迫对砂蓝刺头不同器官中离子分布的影响

砂蓝刺头为广泛分布于北方沙漠的一年生草本植物。本研究以砂蓝刺头幼苗为试材,采用营养液培养法研究了不同浓度NaCl 胁迫下(盐浓度分别为0, 100, 200, 300, 400 mmol/L)砂蓝刺头幼苗胁迫6 d后植株含水量变化,测定不同器官中Na⁺、Cl^-、Si⁴⁺、K⁺、Ca²⁺的含量,并分析了K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Si⁴⁺/Na⁺值的变化。研究结果表明,盐胁迫下,砂蓝刺头幼苗含水量在盐处理浓度为100,200,300,400 mmol/L时分别比对照升高了9.86%,1.41%,4.23%,8.45%,说明盐胁迫下植株提高了组织含水量,这将在一定程度上稀释了体内盐离子,减弱盐胁迫造成的生理干旱。盐胁迫下砂蓝刺头根部的Na⁺和Cl^-含量高于叶片,这有利于渗透调节,同时减弱了盐胁迫对地上部的毒害;根系Si⁴⁺、K⁺、Ca²⁺的含量及K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、Si⁴⁺/Na⁺值比对照显著性下降,叶部Si⁴⁺、K⁺的含量和K⁺/Na⁺,Ca²⁺/Na⁺,Si⁴⁺/Na⁺值比对照有所增加或差异不显著,这有利于维持地上部分离子稳定。分析离子选择性吸收的S_Na⁺,K⁺数据发现,盐胁迫下砂蓝刺头根部拦截了部分Na⁺减缓了对地上部分的伤害,叶片对K⁺吸收具有很好的选择性, 对于维持地上部分离子平衡和正常的光合作用具有重要意义。     

盐胁迫下磷素对沟叶结缕草生长及Na+和K+含量的影响

采用水培法研究了盐胁迫(300 mmol/L NaCl)下不同浓度磷素(0,1,5,20 mmol/L)对沟叶结缕草生物量以及钠钾离子调控方面的影响。结果表明,缺磷和盐胁迫均抑制了沟叶结缕草的生长。在磷和盐的双重胁迫下,并没有表现出叠加效应。在缺磷环境下,缺磷对植物生长的抑制比盐胁迫的影响更大。不管有无盐胁迫,随培养液中磷素浓度增加,沟叶结缕草的生长受到促进,但在20 mmol/L 磷浓度处理时植株的生长反而受到一定的抑制。适量磷素促进了沟叶结缕草的根系生长,有提高叶片Na⁺分泌量,抑制Na⁺从根系往叶片的运输,减低叶片Na⁺的积累,提高K⁺的吸收和选择性运输,增加叶片K⁺积累的趋势,但相关指标并不显著。同时提高了叶片K⁺/Na⁺,促进了植物的生长。     

燕麦K+,Na+积累与AsSOS1基因表达对盐胁迫的响应

为了解盐胁迫对燕麦(Avena sativa L.)K⁺,Na⁺积累和质膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因(AsSOS1)表达的影响,本研究以耐盐的‘青永久195’和敏盐的‘709’为材料,分别用0,30,60,90,120,150 mmol·L^-1NaCl和0,0.5,1,2,4,8 mmol·L^-1 KCl处理24 h,并用30,150 mmol·L^-1 NaCl和0.5,8 mmol·L^-1 KCl互作处理0,12,36,72 h,分析燕麦根和叶中K⁺,Na⁺积累、离子平衡及AsSOS1基因的表达情况。结果表明：K⁺含量和K⁺/Na⁺随盐浓度的增加和处理时间的延长有所下降,‘青永久195’的K⁺含量和K⁺/Na⁺高于‘709’;叶片中的K...     

盐碱胁迫下AMF对羊草的离子吸收和分配作用

丛枝菌根真菌（AMF）通过影响植物地上及地下离子吸收分配来增强植物耐盐碱能力的机理尚不明确，采用盆栽试验，选取松嫩草地的优势种羊草作为试验材料，研究不同盐碱梯度下接种AMF对羊草体内无机阳离子吸收、运输和分配的影响。试验结果表明：1）盐碱胁迫会增加羊草体内Na⁺含量，减少K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺含量，增强地下到地上部分Na⁺的运输，抑制K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的运输，改变羊草体内地上和地下的离子分配；2）盐碱胁迫条件下，AMF抑制了羊草对Na⁺的吸收，促进了其对K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸收，同时提高了根系对Na⁺的截留能力，通过调节羊草体内的无机离子运输比和阳离子运输选择比，维持其体内的离子平衡，从而提高耐盐碱性；3）盐碱胁迫程度增加改变了AMF的盐碱适应性，使其菌丝侵染率及菌丝密度显著降低，泡囊侵染率显著升高，AMF可以利用泡囊存储更多的盐碱离子来减轻盐碱胁迫对羊草根系的破坏作用。可见，在盐碱胁迫下，AMF能够通过抑制羊草吸收Na⁺，利用泡囊结构帮助其根系截留Na⁺，以及促进K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸收来调节羊草体内地上和地下的离子分配，进而增强羊草的盐碱耐受性。由此，可以利用羊草-AMF共生体改良草地盐碱化，同时为研究AMF对其他植物的耐盐碱机理提供了有效参考。     

脱落酸对混合苏打盐碱胁迫苜蓿幼苗营养器官矿质元素含量的影响

为了探究外源脱落酸（Abscisic acid,ABA）对混合苏打盐碱胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）幼苗营养器官离子含量的影响,本试验以WL343HQ苜蓿种子为试验材料,对苜蓿幼苗进行150 mmol·L^-1混合苏打盐碱胁迫和25,50,75和100 μmol·L^-1ABA缓解处理,采用原子吸收法测定ABA缓解混合苏打盐碱胁迫下苜蓿幼苗根、茎和叶中钠（Na⁺）、钾（K⁺）、钙（Ca²⁺）和镁（Mg²⁺）离子含量的变化。结果表明：混合苏打盐碱胁迫导致苜蓿幼苗各器官的Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺含量产生不同的变化;其中根中Na⁺和Ca²⁺含量增加,K⁺和Mg²⁺含量降低,茎中Na⁺,K⁺,Mg²⁺含量增加,Ca²⁺含量降低;叶中Na⁺和Mg²⁺含量增加,K⁺和Ca²⁺含量降低。经不同浓度的ABA处理的混合苏打盐碱胁迫后苜蓿幼苗各器官中,根中Na⁺含量、根和叶K⁺含量、根和叶Ca²⁺含量、根、茎和叶Mg²⁺含量均随ABA浓度增加而增加,茎和叶Na⁺含量随着ABA浓度的升高而下降,茎中K⁺和Ca²⁺含量随着ABA浓度的升高无明显变化。各器官中的Na⁺/K⁺,Na⁺/Ca²⁺和Na⁺/Mg²⁺比值均随着ABA浓度的升高而下降。可见,混合苏打盐碱胁迫影响苜蓿幼苗对Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺在根、茎、叶营养器官的分布,与苜蓿幼苗的抗盐碱有一定的相关性。     

EBR对NaCl胁迫下苜蓿属植物离子吸收和分配的影响

为探究苜蓿属植物的抗盐机理及外源油菜素内酯(EBR)对苜蓿属植物抗盐性的影响,选取蒺藜苜蓿、紫花苜蓿和金花菜3种苜蓿属植物为实验材料,研究NaCl胁迫及NaCl胁迫下喷施EBR对苜蓿属植物生长,体内无机离子吸收、分配及运输的影响。结果表明:1)NaCl胁迫会抑制苜蓿属植物的生长,影响植物体内K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子的分配和运输。2)EBR能有效缓解NaCl胁迫对植物生长的抑制作用,维持植物体内的离子平衡,从而提高植物的耐盐性。3)紫花苜蓿耐盐性较强,蒺藜苜蓿耐盐性较弱。4)在盐胁迫条件下,紫花苜蓿根部抑制对Na⁺的吸收,减少离子毒害作用;蒺藜苜蓿将根中的Na⁺向茎和叶中运输,通过叶片的脱落,维持生长点的正常生长。