盐碱胁迫对植物种子萌发的影响及生理生化机制研究进展

土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的重要非生物因素,也是目前制约着我国农业增产的两大土壤因素之一,土壤盐渍化由于其高盐且高碱环境对包括种子萌发在内的植物生长发育具有重要影响。现总结了盐胁迫和碱胁迫对种子萌发的影响规律,并初步分析了盐碱胁迫对种子萌发影响的生理生化机制,用以指导生产和进一步开展相关研究提供参考。     

盐胁迫对两种沙枣抗氧化酶活性的影响

以盆栽大果沙枣和尖果沙枣实生苗为试材,采用不同浓度NaCl处理进行盐胁迫,研究盐胁迫对2种沙枣实生苗叶片中抗氧化酶活性的影响。结果表明:尖果沙枣对低浓度的NaCl胁迫不敏感,NaCl浓度升高,体内保护酶活性呈现先升高后降低的趋势。大果沙枣对NaCl胁迫反应敏感,低浓度即启动体内调节机制适应盐胁迫。NaCl浓度升高,体内保护酶活性呈现先升高后降低的趋势。由此表明,2种沙枣都有一定的耐盐性。尖果沙枣的耐盐性强于大果沙枣。     

外源褪黑素通过诱导SlRR基因表达调控番茄盐碱胁迫响应

以"浙杂205"番茄为试材,通过测定SlRR基因的相对表达量以及番茄幼苗叶片的抗氧化酶系统、活性氧含量、渗透调节物质含量,探讨外源褪黑素是否能有效诱导番茄RR基因的表达以缓解盐碱胁迫对番茄的损伤.结果 表明:与对照相比,单独盐、碱处理下Solyc05g006420.2(SlRR4)、Solyc10g079700.1(SlRR5)、Solyc03g113720.2(SlRR6)、Solyc02g071220.2(SlRR7)、Solyc01g065540.2(SlRR8)、Solyc05g054390.2(SlRR9)、Solyc04g008050.2 (SlRR10)、Solyc12g010330.1(SlRR11)的表达水平显著提高,番茄幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、H2O2含量、O2(*)含量以及脯氨酸(Pro)含量均显著提高;与单独盐、碱处理相比,褪黑素预处理的番茄幼苗SlRR4、SlRR5的表达量显著上调,SOD、POD、APX活性和Pro含量显著提高,而H2O2含量、O2(*)含量显著下降.由此可知,外源褪黑素预处理能够显著诱导SlRR基因的表达以提高抗氧化酶的活性从而减少自由基的产生,提高渗透调节物质含量来维持植物体的渗透平衡,进而缓解盐碱胁迫对番茄的损伤.     

盐胁迫对马蔺叶片保护性酶活性和蛋白质表达的影响

以1 a生马蔺幼苗为试材,研究了盐胁迫对马蔺叶片中保护性酶活性和可溶性蛋白表达的影响。结果表明:叶片SOD、POD和CAT酶活性对NaCl胁迫的响应随着时间的延长和胁迫浓度的增加表现为先升高后降低的趋势。SDS-聚丙烯凝胶电泳对可溶性蛋白表达结果表明,盐胁迫抑制了一些蛋白质的表达,但也诱导产生了一些新的谱带,这可能与马蔺的抗盐性有关。     

砂田轮作模式对土壤酶活性及微生物区系的影响

以压砂西瓜→大豆(W→S)、西瓜→辣椒(W→P)、西瓜→油葵(W→O)3种轮作模式以及西瓜连作(对照,CK)的土壤为研究对象,研究了3种不同砂田轮作模式对酶活性与微生物区系的影响。结果表明:与对照相比,3种不同轮作模式土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性轮作均显著增强,土壤蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性W→P模式显著高于对照,其它轮作模式与对照保持平衡;轮作模式下微生物总菌数增加,其中细菌、放线菌数量、细菌与真菌比值(B/F)均高于对照,真菌数量显著低于对照;通过微生物群落碳源利用分析表明,轮作提高了微生物群落对碳源的利用,增强了微生物群落生理活性。合理的轮作倒茬对延长砂田寿命、恢复和提高砂田地力有着积极的意义,W→P为较合理的轮作模式之一。     

盐胁迫下海藻糖对番茄渗透调节物及酶活性的影响

以番茄为试材,研究0.4%NaCl溶液胁迫下叶面喷施海藻糖对番茄植株渗透调节物、酶活性的影响。结果表明:海藻糖能显著提高番茄叶片的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量及SOD、POD活性,降低MDA含量,对番茄盐胁迫具有缓解效应,增强番茄的抗盐性。     

硬枝碱蓬种子萌发对盐旱胁迫的响应

以硬枝碱蓬种子为试材,在最适的温光条件下,研究不同NaCl和PEG(分子量为6 000)处理对硬枝碱蓬种子萌发特性的影响。结果表明:低浓度的盐(NaCl浓度为100mmol/L)显著缩短了硬枝碱蓬种子的萌发进程,但对硬枝碱蓬种子的最终萌发率无显著影响;中等或高浓度的盐(NaCl浓度为200~500mmol/L)显著延长了硬枝碱蓬种子的平均萌发时间,降低了种子的最终萌发率。轻度干旱(外界渗透势为-0.2MPa时)显著促进硬枝碱蓬种子萌发,缩短平均萌发时间,快速达到最终萌发率,完成萌发进程,最终萌发率最高,为99%,显著高于对照;中度和严重干旱(渗透势在-1.2~-0.4MPa范围时)显著抑制硬枝碱蓬种子萌发,随着外界渗透势的降低,种子最终萌发率呈显著下降的趋势,平均萌发时间延长,达到最终萌发率的速度较慢,完成萌发进程用时延长;在外界渗透势为-1.2MPa时最终萌发率最低,仅为28%。硬枝碱蓬种子的耐盐(NaCl)阈值和极限值分别为394.30mmol/L和894.30mmol/L;硬枝碱蓬种子的耐旱(PEG-6000)阈值和极限值分别为-0.88MPa和-1.79MPa。综上所述,硬枝碱蓬种子萌发时表现出较强的抗盐性和抗旱性。     

NaCl和Na_2CO_3处理对土荆芥和藜的生长及抗氧化酶活性的比较研究

采用5个浓度水平的NaCl和Na2CO3溶液,分别模拟盐胁迫和碱胁迫对入侵植物土荆芥及其近缘植物藜进行浇灌处理,比较二者在2种盐胁迫下的生长以及抗氧化酶活性的变化。结果表明:土荆芥根重比和根冠比在盐胁迫下显著增加,在碱胁迫条件下则极显著降低;在各浓度梯度下,盐胁迫诱导的SOD和CAT活性均高于碱胁迫,而POD的活性仅在高浓度盐胁迫时才高于碱胁迫。表明Na2CO3胁迫对土荆芥造成的危害更大,土荆芥耐受NaCl胁迫能力强于Na2CO3胁迫。另外,近缘植物藜的根重比、根冠比在盐、碱胁迫时均呈下降趋势,抗氧化酶活性的变化也低于土荆芥,说明土荆芥比藜更能耐受盐、碱胁迫。     

盐碱胁迫对"丰花2号"花瓣多酚类物质的影响

以"丰花2号"玫瑰为试材,设置不同浓度(0.2％、0.4％和0.6％)的NaCl、Na2CO3、NaCl和Na2CO3(1∶1)9个胁迫处理,以清水为对照,研究了不同处理下"丰花2号"花瓣多酚、黄酮及花青素的含量,及在不同胁迫处理下的时间响应规律,以期为北方盐碱地区玫瑰产业的科学田间管理,提高花瓣保健性物质水平提供参考依据.结果 表明:随着处理的进行,"丰花2号"花瓣多酚、黄酮及花青素含量变化呈先增加后降低的趋势,NaCl、Na2CO3胁迫与"丰花2号"花瓣多酚、黄酮及花青素含量存在相关性.多酚分别在0.6％NaCl胁迫第2周增加最多,增加了12.1％;0.4％Na2CO3胁迫在第1周增加最多,增加了8.2％;0.4％NaCl和Na2CO3混合胁迫第1周增加最多,增加了9.1％;在胁迫第4周以后会明显抑制多酚的合成.黄酮分别在0.4％ NaCl胁迫第1周增加最多,增加了23.1％;0.6％Na2CO3在第3周增加最多,增加了19.9％;0.2％NaCl和Na2CO3混合胁迫第1周增加最多;胁迫第4周以后会明显抑制黄酮的合成.花青素分别在0.6％ NaCl胁迫第3周上升最多,上升了16.1％;0.2％Na2CO3胁迫在第2周增加最多,增加了9.6％;0.6％NaCl和Na2CO3在胁迫第2周上升最多,上升了17.8％;在胁迫第5周以后会明显抑制花青素的合成.     

盐碱胁迫对向日葵体内矿质营养的影响

以向日葵品种"白葵杂6号"为试材,将中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐NaHCO3、Na2CO3按不同比例混合,模拟出单纯盐胁迫和盐碱混合胁迫条件处理向日葵,测定了向日葵幼苗生长及体内各矿质元素含量等指标;在此基础上,从根外矿质离子存在状态及体内矿质营养水平,探讨盐、碱2种胁迫对向日葵矿质离子吸收的影响。结果表明:盐、碱胁迫下向日葵体内矿质元素积累明显不同;盐胁迫下氮、磷、硫、铁等元素的含量非但没下降反而有所升高;而盐碱混合胁迫下,几乎所有矿质营养元素的含量均明显降低;碱胁迫的高pH导致根外环境中矿质离子的活度及游离度急剧降低甚至沉淀,加之根吸收能力的降低,是其表现出营养胁迫的根本原因;碱胁迫对植物所造成的营养破坏效应既是碱胁迫的主要致害因素之一,也是其甚于盐胁迫的主要原因之一。     

行间生草对甜柿果园土壤微生物和酶活性的影响

以甜柿品种"阳丰"为试材,采用自然生草和人工生草的方法,研究了不同生草处理对土壤微生物数量和酶活性的影响,以期为甜柿果园栽培管理中果园生草提供理论依据。结果表明:人工行间生草可以提高甜柿果园0～20、20～40、40～60 cm土壤细菌、真菌和放线菌数量,但不同草种对各个菌类数量的影响不相同。与自然生草相比,人工生草处理对甜柿果园0～20、20～40、40～60 cm土层土壤过氧化氢酶活性、土壤脲酶活性、土壤蔗糖酶活性和土壤磷酸酶活性有促进作用,但其效果因生草种类而存在明显差异。该研究表明生草可以改变甜柿果园土壤微生物数量和酶活性,建议甜柿果园栽培生产中应合理配置草种,优先推荐以林间组合为主,以保证土壤微生物和酶活性的同步均衡增加。     

盐胁迫下苯丙烯酸对黄瓜幼苗生长及根际土壤酶活性的影响

以耐盐黄瓜品种津绿5号和盐敏感黄瓜品种津优1号为试材,以NaCl(585mg·kg-1)为盐胁迫条件,苯丙烯酸为自毒物质,研究了盐胁迫下不同浓度的苯丙烯酸(0、25、50、200mg·kg-1)对黄瓜幼苗生长及其根际土壤酶活性的影响。结果表明,盐胁迫降低了黄瓜幼苗的茎粗、株高和鲜质量,并对黄瓜幼苗根际土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶活性具有抑制作用,对过氧化物酶活性的促进作用不明显。低浓度苯丙烯酸(25mg·kg-1)对土壤过氧化氢酶、转化酶、脲酶活性具有促进作用,对盐胁迫有一定的缓解作用;高浓度苯丙烯酸(200mg·kg-1)对过氧化氢酶、转化酶、脲酶活性有抑制作用,且高浓度苯丙烯酸则进一步加重了盐胁迫程度。F检验结果表明,苯丙烯酸对土壤酶活性的影响强度较高,盐胁迫对各生长指标的影响较高。     

水分胁迫对生姜光合作用及保护酶活性的影响

土壤水分与生姜叶片水势及光合速率关系密切。水分胁迫降低生姜叶片光合作用的饱和光强和光合速率 ,改变了光合作用的日变化规律 ,加重了光合午休。在高温强光下 ,土壤水分胁迫使生姜叶片SOD、POD、CAT等保护酶活性降低。     

盐胁迫下黄瓜根系分泌物对土壤养分及土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,以耐盐的津春5号和盐敏感的津优1号黄瓜品种为试材,以NaCl为盐胁迫条件,浓度为0、200 mmol·L^-1,根 系分泌物浓度为0、30、20 mL·株^-1,研究盐胁迫下不同浓度的黄瓜根系分泌物对土壤养分及土壤酶活性的影响。结果表明,盐胁迫 处理降低了黄瓜的茎粗、株高、土壤酶活性、碱解氮含量、速效磷含量及有机质含量,显著提高了速效钾含量。盐胁迫下,除速效钾 外,30 mL·株^-1的低浓度根系分泌物对各处理指标均有促进作用,对盐害有一定的缓解作用;20 mL·株^-1的高浓度根系分泌物对各 处理指标有抑制或显著抑制的作用,加重了盐害的胁迫程度。     

自然生草和间种绿肥对盆栽柑橘土壤养分、酶活性和微生物的影响

以盆栽2年生纽荷尔脐橙为试材,研究了清耕、自然生草和间种绿肥条件下土壤养分、微生物数量及酶活性的差异。结果表明,间种绿肥和自然生草处理能明显提高土壤中有机质、全氮、速效钾和速效磷的含量,但生草处理土壤速效氮含量低于清耕处理。间种绿肥和自然生草处理的土壤脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性明显高于清耕处理。柑橘生育期内,土壤中微生物以细菌最多,占90%以上,其次是放线菌,真菌最少。间种绿肥使土壤中细菌和放线菌数量增多,生草则明显提高土壤中真菌数量。相关分析表明:土壤酶活性和微生物数量与土壤氮素和有机质含量之间显著正相关。     

NaCl胁迫对不同耐盐黄瓜品种生长及根区土壤酶活性的影响

在温室中采用槽式栽培方法,以耐盐黄瓜品种津春5号和盐敏感黄瓜品种津优1号为试材,用浓度为525 mg•kg-1的NaCl处理土壤,研究NaCl胁迫对不同耐盐黄瓜品种生长状况及根区土壤酶活性的影响。结果表明：NaCl胁迫下盐敏感品种津优1号的单株产量和全株干质量均显著低于耐盐品种津春5号|随着黄瓜生长,盐敏感品种津优1号定植后50 d的叶面积和定植后40 d的土壤脱氢酶活性均显著低于耐盐品种津春5号|NaCl胁迫条件下,定植后30 d、40 d耐盐品种津春5号土壤脲酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性较盐敏感品种津优1号受抑制程度轻,受盐害程度低,但差异未达到显著水平。     

钙对盐胁迫下黄瓜幼苗抗氧化系统的影响

以黄瓜（Cucumis sativus L.）品种‘津春2号’为材料,采用Hogland营养液栽培研究了Ca2+对盐（NaCl）胁迫下黄瓜幼苗体内可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量、超氧阴离子（）产生速率以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明：盐胁迫处理下,黄瓜幼苗体内可溶性蛋白和MDA含量、产生速率以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均高于对照;营养液中加入Ca2+（8 mmol • L-1）后,幼苗体内可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT抗氧化酶活性进一步提高,而MDA含量和的产生速率降低;而营养液缺钙处理下幼苗体内MDA和产生速率进一步提高,可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性较盐胁迫降低。可见外源Ca2+可通过促进盐胁迫下黄瓜幼苗植株体内抗氧化酶活性的提高,降低膜脂过氧化水平,减缓盐胁迫对植株的伤害,从而增强对盐胁迫的适应性。     

不同葡萄品种膜质过氧化和保护酶活性对盐胁迫的响应

研究了不同浓度NaCl处理对双丰、左山二、贝达以及金玫瑰细胞膜透性、膜质过氧化和保护酶活性的影响。结果表明:不同处理间,4个品种耐NaCl胁迫的动态响应表现出显著差异。随胁迫浓度的增大和胁迫时间的延长,MDA含量和细胞膜透性表现出增高趋势,增高幅度由高到低的顺序为双丰、左山二、贝达、金玫瑰;保护酶SOD活性整体表现出先增后降趋势,金玫瑰和贝达升高幅度相对较大;POD活性整体表现出下降趋势,但金玫瑰和贝达下降幅度相对较小。     

盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗生长及根区土壤酶活性的影响

针对黑龙江等地的苏打盐碱土壤,模拟其盐碱成分,采用盆栽的方法,以2 种耐盐碱性强的砧木和2 种耐盐碱性弱的
砧木的黄瓜嫁接苗为试材,自根苗为对照,用盐浓度为100 mmol·L^-1,pH 值 9.0 的盐碱液处理土壤,研究盐碱胁迫对不同耐
盐碱砧木嫁接黄瓜及自根苗生长状况及根区土壤酶活性的影响。结果表明,盐碱胁迫下耐盐碱性强的砧木嫁接黄瓜产量、地上
部鲜质量、地下部鲜质量、株高和叶绿素含量均显著高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜和自根苗。盐碱胁迫下定植后30 d,耐盐
碱性强的砧木嫁接黄瓜土壤脲酶和中性磷酸酶活性高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜及自根苗;定植后40 d,耐盐碱性强的砧木
嫁接黄瓜土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜及自根苗;定植后50 d,耐盐碱性强的砧木嫁接黄瓜土
壤脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和脱氢酶活性均高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜及自根苗。耐盐碱性强的砧木嫁接苗生长健
壮,受盐害程度低,说明嫁接能显著提高黄瓜的耐盐碱性;耐盐碱性强的砧木嫁接苗抗性增强与土壤酶活性提高密切相关。     

改良剂对镉胁迫莴苣根际土壤酶活性的影响

采用根袋法盆栽试验,研究了石灰、猪粪和过磷酸钙3种改良剂对镉胁迫莴苣根际土壤过氧化氢酶、土壤脲酶、土壤蔗糖酶和土壤淀粉酶活性的影响.结果表明:种植莴苣前和莴苣成熟期,3种改良剂均显著或极显著提高了土壤酶活性,且最大值均出现在高浓度猪粪处理中.种植莴苣前土壤过氧化氢酶、土壤脲酶、土壤蔗糖酶和土壤淀粉酶活性最大值分别为2.35 mL/g、8.51 mg/g、12.8 mg/g和0.49 mg/g;莴苣成熟期,莴苣根际土壤过氧化氢酶、土壤脲酶、土壤蔗糖酶和土壤淀粉酶活性最大值分别为1.89 mL/g、13.67 mg/g、12.65 mg/g和0.66 mg/g.因此,猪粪对改善镉胁迫莴苣土壤生态环境的效果优于石灰和过磷酸钙.