外源调节物质对盐胁迫下植物生长调控研究进展

为了探究外源物质对植物耐盐性的调控机理及进一步利用外源调节物质提高作物耐盐性,归纳了五大类传统植物激素（生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸、细胞分裂素）以及褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类等外源生长调节物质对盐胁迫下植物生长的调控情况。同时总结了硅、钙等离子类外源调节物对盐胁迫下植物生长的调节作用,多种外源调节物质可通过增强光合作用、提高渗透势、增加抗氧化酶活性及减少离子毒害等方式来减轻盐害。本文为进一步利用单一或复合外源调节物质来缓解作物盐害盐提供理论依据。     

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。     

植物响应盐碱胁迫的机制

土壤盐碱化对农林业生产和发展的影响日渐严重,已经成为全球范围内所面临的重大环境问题。研究盐碱胁迫的危害以及植物对盐碱胁迫的响应机制,有助于挖掘植物耐盐碱基因,选育耐盐碱品种,改良盐碱地,提高农作物的产量,扩大园林植物的栽培应用。盐、碱实际上是两种不同的非生物胁迫,碱胁迫在盐胁迫的基础上还增加了高pH胁迫,其危害程度较盐胁迫更深。本综述分析了土壤盐渍化现状,盐碱胁迫对植物产生的渗透胁迫、离子毒害、高pH伤害、活性氧胁迫等危害,从渗透调节物质的合成、离子的吸收转运与pH调节、增强抗氧化酶活性及内源激素响应等方面阐述了植物耐盐碱的生理机制;从盐碱胁迫的信号转导、转录因子调控响应及抗盐碱相关基因的表达等方面梳理了植物耐盐碱的分子机制。最后对植物适应盐碱胁迫的研究方向及多组学联合分析在全面研究植物抗盐碱机制中的应用作出了展望。     

植物耐盐相关基因及其耐盐机制研究进展

植物的耐盐性是一个复杂的数量性状,涉及诸多基因和多种耐盐机制的协调作用。本文综述了近年来国内外在植物耐盐分子方面的研究成果与最新进展。Na /H 反向转运蛋白、K 转运体HAK和K 转运的调控基因AtHAL3a、高亲和性K 转运体HKT等通过调控植物体内离子跨膜转运,重建体内离子平衡来抵御盐渍伤害;Δ'-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和Δ'-二氢吡咯-5-羧酸还原酶(P5CR)基因、胆碱单加氧酶(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因、1-磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)和6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因以及海藻糖合成酶基因等通过合成渗透保护物质维持细胞的渗透势、清除体内活性氧和稳定蛋白质的高级结构来保护植物免受盐渍胁迫伤害;植物细胞中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、抗坏血酸-谷光苷肽循环中的酶等在清除细胞内过多的活性氧方面起重要作用;水通道蛋白基因与晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA蛋白)基因参与多种胁迫的应答,它们与保持细胞水分平衡相关;另外,与离子或渗透胁迫信号转导相关受体蛋白、顺式作用元件、转录因子、蛋白激酶及其它调控序列可以启动或关闭某些胁迫相关基因,使这些基因在不同的时间、空间协调表达,以维持植物正常的生长和发育。本文还在小结中从整体水平上阐述了植物感受盐渍胁迫和其应答的基本分子机理。为植物耐盐机理的进一步研究及培育耐盐植物奠定了理论基础。     

火龙果响应盐旱胁迫转录组分析

盐旱胁迫是植物生长过程中的常见威胁,且两种逆境经常同时出现,对植物生长和发育造成极大伤害。生理学研究认为盐旱逆境都会导致细胞渗透压改变,造成膜损伤等,产生的表型及生理变化相似,但是针对盐旱胁迫在基因表达调控层面差异的研究还很少。本研究分别使用PEG-6000及NaCl处理7日龄火龙果(Hylocereus spp.)幼苗,通过转录组测序及生物信息分析研究盐旱胁迫下基因表达变化,发现两种逆境胁迫下部分基因的表达模式是相似的,存在共有的调控通路和信号,但是也发现有些基因响应方式在两种胁迫下完全相反,大部分差异表达基因完全不同,说明火龙果应对盐旱胁迫的基因表达调控存在不同和相似之处。本研究筛选出大量同时响应两种胁迫的基因,可为未来选育具广谱抗性的火龙果品种提供理论依据。     

盐胁迫对植物影响的研究进展

盐分是影响植物生长和产量的一个重要环境因子,根据国内外最新的研究资料,从盐胁迫对植物的生长、水分关系、叶片解剖学、光和色素及蛋白、脂类、离子水平、抗氧化酶及抗氧化剂、氮素代谢、苹果酸盐代谢、叶绿体超微结构的影响,及影响光合作用的机制等方面入手,对植物盐胁迫研究现状及进展情况进行了综述,旨在为开展植物抗盐机理研究、选育培育耐盐植物新品种提供参考。     

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。     

棉花盐害与耐盐性的生理和分子机理研究进展

盐胁迫通过离子毒害、营养失衡和渗透胁迫,引起棉株体生理生化代谢失调,进而影响棉花的生长发育和产量、品质。但棉株体可以通过膜脂过氧化清除系统活性的提高维持质膜的相对稳定,通过合成和积累脯氨酸、葡萄糖和氨基酸等小分子有机物质缓解渗透胁迫,通过调节盐离子在不同器官、组织或细胞内的区域(隔)化分布减轻离子毒害,而表现出较强的耐盐性。Na /H 反向转运蛋白和LEA蛋白(晚期胚胎发生富集蛋白)等的合成及其相关基因的表达可能参与甚至调控了棉株体防御或忍耐盐胁迫的过程。     

拟南芥ft-1突变体对非生物胁迫的响应

对植物生存与生长不利的不良环境称逆境。在逆境条件下,植物往往提早开花,快速完成生活史来适应逆境。因此,开花基因与逆境有着密切的关系。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)开花基因FLOWERING LOCUST(FT)突变体ft-1和野生型Col-0为材料,对在胁迫下生长的幼苗主根长进行了表型分析。结果显示,在正常条件下生长的ft-1突变体与Col-0根长相似。突变体ft-1和野生型Col-0对NaCl处理显示出极显著差异,且只在高浓度渗透胁迫下表现出显著差异。表明ft-1可能参与植株抗盐过程,与渗透胁迫关系不大。磷盐与钾盐处理与渗透处理结果类似。铵盐下生长的突变体ft-1和野生型Col-0的根长无显著差异,表明ft-1可能不参与铵盐胁迫。硝盐和混合氮盐处理下,两者均产生了极显著或显著差异,表明ft-1可能参与硝盐胁迫过程。     

盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展

盐分是影响植物生长的一个重要环境因素。总结了盐分胁迫对植物生长发育影响的研究进展,从氧自由基产生、膜脂过氧化、离子伤害、渗透伤害和有毒物质积累等方面系统分析了盐胁迫对植物的伤害机理,并综述了植物对盐分胁迫的适应机制,总结了主要的抗盐生理指标。     

盐胁迫及La3+对不同耐盐性水稻根中抗氧化酶及质膜H+-ATPase的影响

用盐敏感的武运粳8号和强耐盐的韭菜青两个粳稻品种,比较了盐胁迫条件下根中抗氧化酶类和质膜H＋-ATPase活性的变化以及La^3＋对其变化的影响。结果表明,两个品种根中SOD和APX活性无显著区别,但耐盐品种的CAT和POD活性强于盐敏感品种。盐胁迫不同程度地提高了两者抗氧化酶活性。La^3＋对其影响最显著的差异出现在高盐条件下（200-300mmolL^-1NaCl）,对耐盐品种添加La^3＋可以提高上述4种酶的活力,而对盐敏感品种,La^3＋的作用不明显。对盐敏感品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性持续下降,添加La^3＋明显提高其H＋-ATPase活性,而对耐盐品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性呈现先降后升的趋势,La^3＋对其活性影响不大。进一步分析表明,上述H＋-ATPase活性变化及La^3＋对其影响均发生在转录水平上。据此推测,以上2个品种可能具有完全不同的盐胁迫响应机制。     

不同阴离子对黄瓜幼苗生长的效应

本试验用水培方法研究了四种盐（KCl、KNO3、、K2SO4和PEG）在三个不同渗透势梯度下对黄瓜幼苗生长的影响。结果表明：PEG与等渗的其它三种无机盐（KNO3、K2SO4、KCl）处理溶液相比较,对黄瓜生长的抑制程度最大,尽管积累的可溶性糖及脯氨酸最多,但叶片的渗透调节能力最差。不同盐处理对不同保护酶的影响是有差异的。在本试验处理浓度及处理时间范围内三种阴离子对黄瓜的伤害作用主要是由渗透胁迫造成的,离子胁迫是次要因素。     

GSH/GSSG对盐胁迫下番茄幼苗谷胱甘肽化修饰和抗氧化系统的影响

以营养液栽培'中蔬四号'番茄(Solanum lycopersicum Mill.)为研究材料,研究不同时期的盐胁迫下叶面喷施5 mmol/L还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)和1 mmol/L γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂(inhibitor of gamma-glutamylcyst...     

盐胁迫下野大麦耐盐生理机制初探

以盐生植物野大麦、甜土植物中国春小麦为材料,研究了NaCl胁迫对野大麦、小麦幼苗叶片质膜透性、含水量、地上和根部离子含量、脯氨酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性的影响。结果表明,随盐胁迫浓度增加,野大麦的细胞膜透性、Na 含量、脯氨酸含量、Na /K 、PEPCase活性增加,含水量、K 含量下降;但在相同盐胁迫条件下野大麦地上部和根部Na 含量明显低于小麦,而根中K 含量高于小麦,表明野大麦可能具有拒绝吸收Na 和维持高K 含量的能力;野大麦的脯氨酸含量增加幅度小于小麦,表明在盐胁迫下野大麦不是通过脯氨酸的积累来达到体内渗透平衡的;野大麦PEPCase活性增加明显高于小麦,说明提高光合效率可能是野大麦实现盐适应的主要措施之一。     

渗透胁迫和盐胁迫对荞麦硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性的影响

以盐敏感荞麦品种TQ-0808和耐盐荞麦品种川荞1号为试验材料,采用NaCl和等渗PEG-6000处理,研究渗透胁迫和盐胁迫对不同耐盐性荞麦品种硝酸还原酶(NR)及亚硝酸还原酶(NiR)活性的影响。结果表明,高浓度盐胁迫下盐敏感荞麦品种叶片NR及NiR活性显著降低,而耐盐荞麦品种降低幅度相对较小,且高浓度盐胁迫下盐敏感荞麦品种叶片NR及NiR活性的降低幅度明显大于渗透胁迫的,说明Na⁺毒害效应发挥了主要作用。另外,两个荞麦品种叶片NR活性高低与其叶片硝酸盐含量呈正相关。     

盐胁迫对植物生长的影响及耐盐生理机制研究进展

盐胁迫是影响植物生长发育及产量的主要非生物胁迫,目前,中国盐渍土面积不断增大,培育耐盐作物、开发利用耐盐植物资源,是抵御盐胁迫的一种可行途径。盐胁迫对植物具有多方面的影响,盐胁迫下植物自身也会产生一系列生理生化的改变以调节离子及水分平衡,维持植物正常的光合作用。本综述从植物生长发育、光合作用、离子平衡等方面概括总结了盐胁迫对植物的影响,系统地介绍了植物自身通过离子区室化、清除活性氧、增强保护酶活性等来抵御盐害的生理机制。旨在培育耐盐作物、研究植物耐盐机理、开发利用耐盐植物资源、有效利用盐碱地等方面提供帮助,为农业发展、粮食安全以及生态环境安全提供参考依据。     

赤霉素对盐胁迫下绿宝糯黍子幼苗根生长及渗透调节的影响

以绿宝糯黍子为试验材料,采用水培法,研究不同浓度盐胁迫对幼苗根的生长、渗透调节和根系活力的影响以及施加赤霉素（GA₃）对盐胁迫的缓解作用。结果表明,与对照相比,盐胁迫抑制幼苗的生长,对根的抑制作用大于芽;根的伸长作用被强烈抑制,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量升高,根系活力显著下降。盐胁迫同时施加GA₃能引起伸长区细胞纵向生长,明显促进根的生长,缓解盐胁迫对幼苗的抑制作用;根中可溶性糖和可溶性蛋白含量无显著升高,而游离脯氨酸含量与根系活力明显高于单盐胁迫并与对照持平,外施GA₃可提高幼苗对低盐胁迫的适应性。     

外源一氧化氮对盐胁迫下烟草幼苗生理及抗氧化性的影响

为探究外源一氧化氮（NO）对盐胁迫下烟草幼苗的影响,为了解烟草抗盐机制和生产应用提供一定参考,以烟草品种K326为研究对象,使用硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）作为外源一氧化氮供体,研究不同处理烟草幼苗的生理及抗氧化性。试验结果表明,盐胁迫会显著抑制幼苗的正常生长发育,通过使用不同浓度的SNP预处理后,烟草幼苗叶片含水率明显上升,根系活力上升,提高了胁迫环境下的叶绿素含量,渗透物质含量显著增加,幼苗体内的多种抗氧化酶含量显著升高,过氧化氢含量和MDA含量下降,降低了膜脂过氧化的程度,保护细胞结构不被破坏,降低叶片细胞透性。试验结果说明,外源一氧化氮可以有效提高烟草幼苗的耐盐性,并且具有明显的浓度效应,0.10mmol/L SNP预处理的效果最好,试验结果为提高烟草的耐盐性提供一定依据。