NaCl胁迫下作物对离子的吸收及分配

盐渍化土壤在世界上分布广泛,在我国也有很大的面积。为了开发利用盐渍化的土地资源,传统的治理途径是采用工程和农业措施相结合的方法。然而,近年来越来越多的研究表明,发掘利用现有的生物资源,应用现代生物技术,通过培育抗盐品种来提高植物抗盐性也是开发利用盐碱土的一个重要方面。本文通过对作物耐盐品种和盐敏感品种的比较,综述了盐胁迫下粮食、果树、蔬菜及棉花等作物对K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子吸收及分配的影响,并提出了进一步的研究方向。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗光合作用和离子含量的影响

在100.mmol/L.NaCl胁迫下,研究了外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)处理对番茄幼苗光合作用和离子含量的影响。结果表明,外源一氧化氮能使在NaCl胁迫下的番茄幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素荧光参数Fv/Fo和Fv/Fm显著提高,胞间CO2浓度(Ci)明显下降;番茄幼苗根系、叶片中K+、Ca2+和Mg2+含量均显著提高,Na+含量明显降低。表明外源一氧化氮可以减轻盐胁迫对番茄幼苗叶片光合功能的不利影响,缓解NaCl胁迫对番茄幼苗的抑制作用。     

沸石添加对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长及离子含量的影响

试验研究了沸石添加对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长及离子含量的影响。结果表明,在相同的NaCl溶液浓度下,随沸石量的增加,幼苗的株高、茎粗、叶面积及干物重呈增加趋势;光合色素含量上升,蒸腾速率(E)、光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)增加而胞间CO2浓度(Ci)下降;超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白质含量(Pr)含量增加;K、Mg在根、茎、叶中的含量上升,Ca在茎叶中含量亦增加,Na在根、茎、叶中的含量明显下降。表明沸石可以在一定程度缓解NaCl胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害。     

钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布的影响

【目的】马铃薯是对盐分较敏感的农作物,土壤盐渍化会严重影响马铃薯的生长发育及其产量和品质。有关钙对Na Cl胁迫下马铃薯离子吸收、分布的研究较少。本文通过研究不同浓度Ca Cl2对Na Cl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布和运输的影响,探讨钙对Na Cl胁迫下马铃薯的调控机制,为盐渍土上马铃薯的生产提供理论依据与技术支持。【方法】以‘克新一号’马铃薯品种为试验材料,采用组织培养方法,将0、5、10、15和20 mmol/L Ca Cl2与0、25、50和75 mmol/L Na Cl分别添加到MS+2mg/L B9+3%蔗糖+0.9%琼脂培养基中,制成不同处理组合的培养基。将继代培养的脱毒苗按单节茎段剪切接种到培养基中进行培养。接种30天时调查脱毒苗生物量和Na+、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+、P积累量,并分析Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值及根系与茎叶的SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,探讨离子吸收、运输及分布情况。【结果】Na Cl胁迫抑制马铃薯脱毒苗的生长,随Na Cl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗鲜重、干重显著下降,各器官Na+和Cl-含量极显著增加,K+含量显著下降,Ca2+和Mg2+含量减少,茎、叶中P含量降低而根中P含量增加。Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值随Na Cl胁迫浓度的增加而升高。随Na Cl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗根系与茎叶的SK、Na和SMg、Na值逐渐降低,SCa、Na值呈先升高后降低趋势。0、25和50 mmol/L Na Cl胁迫浓度下,以10 mmol/L Ca Cl2处理的马铃薯脱毒苗根、茎叶鲜重和干重最高,75 mmol/L Na Cl胁迫下以15 mmol/L Ca Cl2处理的马铃薯脱毒苗生物量最高。各Na Cl胁迫浓度下,添加Ca Cl2后,马铃薯脱毒苗各器官Na+含量明显降低,Cl-含量显著增加,K+、Ca2+、Mg2+含量升高,P含量先降低后升高。0、25、50和75 mmol/L Na Cl胁迫浓度下,添加适量Ca Cl2可明显降低马铃薯脱毒苗各器官Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值,提高SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,增强K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力,抑制Na+向地上部的选择运输能力,维持细胞内离子平衡,缓解盐胁迫造成的营养亏缺。【结论】Na Cl胁迫下添加外源钙,能够有效改善马铃薯脱毒苗体内的离子平衡,促进营养吸收,Na+向叶片选择运输能力降低,K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力增强,离子在各器官水平上的区域化分布发生改变是钙缓解盐胁迫的重要生理机制之一。     

NaCl胁迫下中国南瓜杂交种和黑籽南瓜植株离子吸收与积累特性研究

营养液栽培条件下,在成株期以 80 mmol/L NaCl 胁迫中国南瓜 360-3×112-2 F1和黑籽南瓜植株,10d 后,测定了植株的生长量和不同器官中Na+、K+、Ca2+、Mg2+的含量。结果表明,NaCl 胁迫下两种材料的生长受到明显抑制,360-3×112-2杂交种的生长抑制比黑籽南瓜植株较轻。NaCl 胁迫后两种南瓜植株体内Na+含量升高,360-3×112-2杂交种的Na+主要累积在根部,黑籽南瓜主要积累在茎中;K+、Ca2+、Mg2+的含量在植株体内呈下降的趋势,但360-3×112-2杂交种的上位叶中的含量却上升。NaCl胁迫下,因Na+的积累抑制了K+的吸收,植株各器官的K+/Na+普遍降低,但黑籽南瓜比360-3×112-2杂交种的K+/Na+下降明显。这些结果说明,两种南瓜受到盐胁迫后Na+的主要积累器官不同,致使地上部各器官有不同的K+、Ca2+、Mg2+吸收和积累特性,K+/Na+降低幅度也不同,从而影响了植株的生长,产生了耐盐性的差异。360-3×112-2杂交种耐盐性比黑籽南瓜强,可望作为耐盐砧木在瓜类生产上使用。     

盐碱胁迫对香樟幼苗离子吸收与分配的影响

以2年生香樟幼苗为材料,采用不同浓度Na HCO_3和Na_2CO_3(1︰1)混合溶液(0、50、100、200、300 mmol/L)处理,研究香樟幼苗对Fe~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+的吸收和分配。结果表明:随盐碱胁迫程度的增加,香樟幼苗根系和茎器官中的K~+含量呈下降趋势,而叶片中的K~+含量呈逐步上升趋势,其中叶片中的K~+含量最高,其次是根系,茎器官中的K~+含量最低;香樟幼苗根系、茎、叶片中的Na~+含量呈逐步上升趋势,其中根系中的Na~+含量最高,其次是叶片,茎器官中的Na~+含量最低;香樟幼苗根系、茎、叶片中的K~+/Na~+呈逐步下降趋势,其中茎器官中的K~+/Na~+最高,其次是叶片,根系中的K~+/Na~+最低。低盐碱胁迫(0~100 mmol/L)提高根、茎、叶器官中Fe~(2+)的含量,提高香樟叶片中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量;而高盐碱胁迫(100~300 mmol/L)则降低根器官中Fe~(2+)的含量,增加茎、叶器官中Fe~(2+)的含量,明显降低叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量,根器官中Fe~(2+)的含量最高,其次是茎器官,叶器官中Fe~(2+)的含量最低。盐碱胁迫对香樟幼苗根、茎、叶器官中Mg~(2+)的含量影响差异不显著。盐碱胁迫初期,香樟幼苗通过将Na~+截留在根部,促进根器官对K~+、Fe~(2+)等营养元素的吸收和转运,提高自身对低盐碱胁迫(0~100 mmol/L)的耐受性;高盐碱胁迫(100~300 mmol/L)严重影响香樟幼苗对K~+、Fe~(2+)等营养元素的吸收和转运,影响香樟正常生长发育。     

沸石对NaCl胁迫下番茄幼苗酶活性、渗透调节物质及离子含量的影响

试验研究了沸石对NaCl胁迫下番茄幼苗的保护酶活性、渗透调节物质及离子的含量的影响。结果表明,在相同浓度的NaCl溶液下,随沸石量的增加,幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和可溶性蛋白质（Pr）含量增加;叶片中渗透调节物质脯氨酸（Pro）含量减少,可溶性糖含量增加。根茎叶中K含量,叶中Ca含量,呈增加趋势;根茎中Ca、Mg及叶中Mg含量下降;Na在根、茎、叶中的含量明显下降。上述结果表明,沸石可以在一定程度上缓解NaCl胁迫对番茄幼苗造成的伤害。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿素荧光特性的影响

通过水培试验, 研究了外源NO供体硝普钠（SNP）处理对100 mmol·L-1 NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿 素荧光特性的影响。结果表明, 外源NO提高了盐胁迫下番茄幼苗叶片的最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、表观光合电子传递速率（ETR）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光化学荧光猝灭系数（qP）和光化学速率（Prate）, 降低了初始荧光（Fo）、非光化学荧光猝灭系数（qN）、天线热耗散速率（Drate）和PSⅡ激发能压力（1-qP）, 同时降低了激发能在两个光系统间的分配不平衡性。表明外源NO通过减少过剩激发能的耗散, 提高光合电子传递效率, 可有效缓解盐胁迫对番茄PSⅡ系统的伤害, 进而在缓解盐胁迫中发挥重要作用。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿素荧光特性的影响

通过水培试验, 研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对100 mmol·L-1 NaCl胁迫下番茄幼苗叶绿素荧光特性的影响.结果表明, 外源NO提高了盐胁迫下番茄幼苗叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、表观光合电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学速率(Prate), 降低了初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(qN)、天线热耗散速率(Drate)和PSⅡ激发能压力(1-qP), 同时降低了激发能在两个光系统间的分配不平衡性.表明外源NO通过减少过剩激发能的耗散, 提高光合电子传递效率, 可有效缓解盐胁迫对番茄PSⅡ系统的伤害, 进而在缓解盐胁迫中发挥重要作用.     

外源多元醇对盐胁迫下甜瓜幼苗生长和离子平衡的影响

为了探讨外源甘露醇和山梨醇对盐胁迫下甜瓜幼苗生长和离子平衡的影响,以甜瓜‘桂蜜12号’为试验材料,以Hoagland 营养液为培养液进行沙培(CK0),采用100 mmol/L NaCl模拟盐胁迫(CK1),然后添加不同浓度的甘露醇和山梨醇,观察不同处理的甜瓜幼苗生长情况和离子平衡变化。结果表明,在100 mmol/L NaCl盐胁迫(CK1)下,与对照(CK0)相比,甜瓜幼苗根系鲜质量、干质量、根总长度、根表面积以及根体积显著下降,K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+显著降低。添加0.4 mmol/L的甘露醇,可显著增加甜瓜幼苗茎叶部Ca2+、Mg2+含量,而不增加Na+含量,不降低K+含量;显著提高Mg2+/Na+,而Ca2+/Na+及K+/Na+则与CK1持平。添加0.4 mmol/L的山梨醇显著提高地上部鲜重、幼苗根长、根表面积和根体积,显著降低盐胁迫甜瓜幼苗的Na+含量,提高Ca2+、Mg2+含量,显著提高Mg2+/Na+、K+/Na+、Ca2+/Na+。上述结果表明,适宜浓度的山梨醇和甘露醇可以缓解盐胁迫对甜瓜幼苗的伤害。在试验条件下,缓解盐胁迫对甜瓜幼苗根系及离子平衡影响的最适处理是添加0.4 mmol/L的山梨醇。     

盐胁迫下柚实生苗生长、矿质营养及离子吸收特性研究

以坪山柚为材料,对盐胁迫下实生苗生长、矿质营养及离子吸收特性进行了研究。结果表明,沙培30d,80～200mmol/L盐胁迫,随盐浓度提高,坪山柚实生苗株高、叶面积、地上部干重和根部干重明显降低。溶液培养8d,坪山柚实生苗地上部及根Na+、Cl-含量随盐浓度的增加而增加,根及地上部K+、Ca2+、Mg2+以及P和Mn含量下降,Fe、Zn、Cu含量的变化因器官而异。其中,地上部Fe含量对盐胁迫敏感,可作为柚耐盐性鉴定指标。40mmol/L盐胁迫,坪山柚地上部K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+值均显著下降,且Mg2+/Na+值+/Na+值>1;浓度≥160mmol/L盐胁迫,K+/Na+值+吸收、运转效率比Cl-高。     

Effect of grafting on the growth and ion concentrations of cucumber seedlings under NaCl stress

Abstract

To assess whether grafting raised the salt tolerance of cucumber seedlings by limiting transport of Na⁺ to the leaf and to test whether the salt tolerance of grafted plants was affected by the shoot genotype, two cucumber cultivars (“Jinchun No. 2”, a relatively salt-sensitive cultivar, and “Zaoduojia”, a relative salt-tolerant cultivar) were grafted onto rootstock pumpkin (Cucurbita moschata Duch. cv. “Chaojiquanwang”, a salt-tolerant cultivar). Ungrafted plants were used as controls. The effects of grafting on plant growth and ion concentrations were investigated under NaCl stress. Reductions in the shoot and root dry weights, leaf area and stem diameter of grafted plants were lower and concentrations of K⁺ and Cl^? in the leaves were higher than those of ungrafted plants under the same NaCl stress. The Na⁺ concentration and Na⁺/K⁺ ratio in scion leaves and in the stems of grafted plants were lower, whereas those in rootstock stems and roots were higher than in ungrafted plants under the same NaCl stress. Shoot and root dry weight, leaf area and stem diameter were negatively correlated with leaf Na⁺ concentrations and Na⁺/K⁺ ratio, but were positively correlated with leaf K⁺ concentrations. The Na⁺ concentrations and Na⁺/K⁺ ratio were lower, whereas the K⁺ concentrations in the leaves of grafted “Zaoduojia” plants were higher than those in grafted “Jinchun No. 2” plants under the same NaCl stress. The reductions in leaf area and stem diameter of grafted “Jinchun No. 2” plants were more severe than those of grafted “Zaoduojia” plants. These results indicate that: (1) the higher salt tolerance of grafted cucumber seedlings is associated with lower Na⁺ concentrations and Na⁺/K⁺ ratio and higher K⁺ concentrations in the leaves, (2) grafting improved the salt tolerance of cucumber seedlings by limiting the transport of Na⁺ to the leaves, (3) the salt tolerance of grafted cucumber seedlings is related to the shoot genotype.     

外源氮对NaCl胁迫下库拉索芦荟生理特性的影响

温室盆栽条件下,研究了外施不同浓度硝酸铵对200 mmol/L NaCl 胁迫下库拉索芦荟叶片离子含量、质膜透性、丙二醛含量及脯氨酸和可溶性糖积累的影响。结果表明,外施不同浓度NH4NO3（3.75 ~18.75 mmol/L）能够显著增加200 mmol/L NaCl胁迫下植株干重,明显促进芦荟叶片脯氨酸和可溶性糖积累,提高叶片K+、Ca2+含量,抑制叶片对Na+、Cl-的吸收;同时促进K+ 和Ca2+ 向相对幼嫩叶片、Na+ 和Cl-向相对成熟叶片中的积累。外施氮显著降低盐胁迫下叶片细胞质膜透性和丙二醛含量。各项指标变化表明,外施11.25和15 mmol/L NH4NO3对盐胁迫下芦荟生理特性的调控作用较好;外源氮缓解芦荟盐害与氮促进盐胁迫下叶片离子选择吸收、增加有机渗透物质积累及维持植株体内养分平衡有关。     

香樟幼苗对NaCl胁迫的生理响应

为研究香樟(Cinnamomum camphora)的耐盐性,为南方沿海盐碱地的引种栽培提供参考.本文以实生香樟苗为材料,采用盆栽法,设置0(CK)、2‰、4‰、6‰、8‰5种盐处理,对不同NaC1盐处理下香樟生长指标,水分生理指标,叶片光合色素质量分数、光合作用参数、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质、膜稳定性等进行分析.结果表明:1)香樟苗高、基径相对生长量随着盐处理浓度的增加依次降低,且超过4‰的盐处理对其生长量的抑制作用显著(P＜0.05).2)随着盐处理浓度的增加,香樟叶片水分饱和亏损、丙二醛含量逐渐增加,膜稳定性指数、光合能力逐渐降低.3)2‰盐处理下香樟叶片相对含水率、光合色素质量分数、Fv/Fm、NPQ、抗氧化酶活性、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量高于CK,而膜稳定性指数、Yield、ETR虽然有所下降但降幅较小.4)盐处理达4‰后,香樟叶片光合色素质量分数、净光合速率、光化学效率、水分利用效率、膜稳定性指数显著减小(P＜0.05),丙二醛含量、脯氨酸含量显著上升(P＜0.05),水分状况显著变差,与此同时抗氧化酶活性、可溶性糖含量,可溶性蛋白含量降低.综上所述,香樟的耐盐性处理在2‰ ～ 4‰,超过4‰的盐处理能显著抑制香樟的生长,2‰盐胁迫下,香樟可通过提高相对含水率、光合色素质量分数、NPQ的耗散,关闭部分气孔,提高抗氧化酶活性,增大脯氨酸、可溶性蛋白含量来应对盐胁迫.盐处理达4‰后,香樟抗氧化酶活性逐渐下降,酶系统损伤越来越严重;可溶性糖和可溶性蛋白含量所起的调节作用逐渐变小;脯氨酸含量大量增加,所起的渗透调节作用逐渐变大,但远不足以应对盐胁迫,因此叶片严重失水;膜脂过氧化,膜稳定性遭破坏,光合机构损伤严重,危及其生命.     

外源 GSH 对 NaCl 胁迫下番茄幼苗叶片及根系离子微域分布的影响

【目的】盐胁迫是限制新疆番茄生长的重要障碍因子之一,而外源喷施谷胱甘肽 (GSH) 是解决这一问题的有效措施。探讨外源 GSH 缓解番茄盐胁迫的效应和作用机制,可为该措施的有效应用提供理论依据。 【方法】采用营养液栽培法,选用番茄品种‘中蔬四号’为试材。在营养液中加入 NaCl 100 mg/L,使其产生盐胁迫,以不加 NaCl 作为对照 (CK),试验处理包括不喷施 GSH (NaCl)、喷施 GSH (+ GSH)、喷施 GSH 合成酶抑制剂 (+ BSO) 以及喷施 GSH 和 BSO (+ BSO + GSH)。测定番茄幼苗叶片和根系中与耐盐性相关的 K+、Ca2+、Mg2+、Na+ 和 Cl– 的离子微域分布状态和平衡。 【结果】NaCl 胁迫下番茄叶片和根系所有组织细胞中 Na+ 和 Cl– 相对含量显著提高,K+ 相对含量和 K+/Na+、Ca2+/Na+、K+/Cl– 比值降低,说明 NaCl 胁迫使细胞中 Na+ 和 Cl– 有害离子积累及胞内离子稳态严重破坏;外源 BSO 施用进一步加剧了 NaCl 胁迫下番茄叶片和根系细胞的 K+/Na+ 失衡。而外源 GSH 施用抑制了 NaCl 胁迫下番茄叶片和根系对 Na+ 的吸收,降低了 Cl– 的相对含量,提高了 K+/Na+、Ca2+/Na+、K+/Cl– 比值。外源 GSH 亦使 NaCl+BSO 胁迫下番茄叶片各组织及根系中皮层、内皮层和中柱的 Na+ 未检出,根系和叶片各组织中 Cl– 相对含量显著降低,K+ 和 Ca2+ 相对含量及 K+/Na+、Ca2+/Na+、K+/Cl–、Ca2+/Cl– 比值显著提高。 【结论】外源 GSH 通过抑制盐胁迫下番茄叶片和根系对 Na+ 的吸收,降低 Cl– 吸收,改善细胞中离子的微域分布和维持离子平衡, 从而缓解了盐胁迫对番茄的毒害作用,提高了番茄的耐盐性。     

NaCl胁迫下外源腐胺和钙对草莓幼苗离子吸收的影响

在150 mmol/L NaCl 胁迫条件下,以达塞莱克特草莓为试材,利用基质盆栽方法研究了外源腐胺和钙对草莓生长、叶片含水量、脯氨酸含量及Ca2+、Na+ 和 Cl- 吸收的影响。结果表明,在营养液中添加14 mmol/L 硝酸钙和叶面喷施 1×10-5 mol/L 腐胺均可提高盐胁迫草莓植株的地上部和地下部干鲜重,提高叶片含水量、脯氨酸含量,抑制 Na+ 和Cl- 的吸收及运输,提高根系和叶片的 K+/Na+ 值和 Ca2+/ Na+ 值,硝酸钙和腐胺同时处理的效果优于单独处理。缺钙条件下,喷施外源腐胺的 K+/Na+ 值和 Ca2+/ Na+ 值显著或极显著低于腐胺加钙处理,Cl- 含量显著高于腐胺加钙处理。外源腐胺对 Na+ 和 Cl- 吸收的调控作用受到 Ca2+ 的调节。