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。     

盐碱胁迫对甘蓝型油菜生理及分子机制的影响

为探究盐碱胁迫对甘蓝型油菜的生理及分子机制的影响,以甘蓝型油菜华油杂62为试验材料,对油菜种子及幼苗进行不同浓度的复合盐、复合碱及复合盐碱溶液处理,测定种子的发芽率以及甘蓝型油菜叶片中叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性等生理指标,以高效液相色谱法测定油菜叶片中甜菜碱积累量,利用qRT-PCR技术对甜菜碱合成途径中的关键酶基因胆碱单加氧酶基因(CMO)进行分析。结果表明,人工模拟的不同浓度盐碱溶液中,对种子萌发的伤害程度大小表现为复合盐碱>碱>盐;低浓度盐碱溶液促进油菜叶片叶绿素形成,高浓度盐碱溶液抑制叶绿素形成;盐碱胁迫显著提高了脯氨酸与可溶性糖含量,高盐碱溶液(YJ75,含盐碱75 mmol/L)处理21 d,脯氨酸与可溶性糖含量分别为对照组的65.99,5.21倍;盐碱胁迫增加了丙二醛的含量;盐碱胁迫显著提高了过氧化物酶(POD)活性,与对照组相比,高盐碱(YJ75)溶液处理21 d后的POD含量提高了2.26倍,在复合盐与复合碱处理第14天,POD含量达到最高值,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化规律不明显,且在盐胁迫过程中发挥作...     

植物抗水分胁迫的分子机制

水分胁迫是植物生长过程中面临的主要环境问题。概述了植物水分胁迫信号的转导,以及胁迫诱导基因与应答基因的表达调控等方面的研究。     

盐碱胁迫下大豆生理特性与干物质的相关研究

为明确不同耐碱性大豆响应碱胁迫的生理及干物质差异,以耐盐碱杂交大豆品种杂交豆5号和盐碱敏感常规大豆品种吉育256为试验材料,采用不同浓度混合盐碱溶液水培处理25 d苗龄的大豆幼苗,研究碱胁迫后大豆生理和光合特性等指标的变化,分析大豆生长对碱浓度耐受的上限以及各性状与大豆耐碱性关系。方差分析表明:低浓度盐碱胁迫对杂交豆5号生长具有一定的促进作用,对吉育256抑制不明显;在浓度高于60 mmol·L^-1的盐碱胁迫下,2个大豆品种叶片SPAD值、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均低于对照,且杂交豆5号下降幅度小于吉育256,该浓度可能为大豆耐盐碱胁迫临界点;相关性和通径分析表明:盐碱胁迫下,干物质的积累与净光合速率(Pn)、胞间CO 2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性糖含量呈极显著相关关系,但与SPAD值和脯氨酸含量没有显著相关性。除Ci、Pn和Tr外,其余各性状均对干物质积累有直接积极影响。研究表明,盐碱地种植大豆应选用碱浓度低于60 mmol·L^-1的耕地,同时避免使用Ci、Pn和Tr能力较差的品种,可有效提高盐渍土地利用,增加大豆产量。     

盐碱胁迫下棉花幼苗对外源褪黑素的生理响应

新疆土壤盐碱化严重影响棉花种子的萌发及幼苗生长,本试验通过分析外源褪黑素对盐碱胁迫下棉花幼苗生长指标的影响,了解褪黑素对盐碱胁迫下棉花幼苗的调控效应;通过盆栽试验,分析了盐碱胁迫下喷施外源褪黑素对棉花幼苗生长、抗氧化酶活性及有机酸含量的影响。结果发现,在盐碱胁迫下,棉花幼苗的生长受到了抑制,过氧化氢与丙二醛含量显著增加,过氧化氢酶、超氧化物酶活性降低,有机酸含量提高。在盐碱胁迫下,施用外源褪黑素可缓解棉花幼苗的盐碱毒害症状,增加植株生物量。SOD、CAT的活性显著提高,H2O2与MDA的积累减少,从而减轻了盐碱胁迫对棉花的损害,提高了棉花苗期对盐碱胁迫的耐受性。     

盐碱胁迫对马铃薯生理和叶片超微结构的影响

以耐盐碱性不同的马铃薯品种东农308和费乌瑞它脱毒试管苗为试验材料,在MS培养基中添加60mmo1/L NaCI和15mmo1/L NaHC03对2个品种进行盐碱胁迫处理,研究盐碱胁迫对马铃薯试管苗生理指标及叶部细胞超微结构的影响。结果表明,经盐碱胁迫处理后,两品种的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性都升高,东农308上升的幅度大于费乌瑞它;叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)活性下降,东农308下降的幅度小于费乌瑞它;叶绿体变形,数量减少,基粒肿胀,排列不规则;线粒体个数增加,外膜变模糊,发育较差,但是东农308的受影响程度小于费乌瑞它。     

盐碱胁迫对水稻的影响及其相关机制的研究进展

土壤盐碱是影响水稻生长发育、产量和品质的重要环境因子,深入研究盐碱胁迫的相关问题有利于从多角度、多层面了解水稻相关耐盐机制,从而为栽培生产提供高效方法。本研究概述了盐碱胁迫对水稻生长发育、产量及稻米品质的影响,基于当前国内外研究,从光合作用、渗透调节及分子调控等方面阐述了耐盐碱生理机制,对未来全面深入开展水稻盐碱逆境的研究提出了建议。     

植物高温胁迫响应分子机制研究

作为固着生物,植物需要面对持续变化的环境,不断地受到温度和其他非生物因素的影响.未来植物所面临的平均环境温度将会随着全球气候变暖逐渐上升,因此高温愈发成为影响植物生长发育、地理分布及产量的非生物胁迫因子.了解植物对高温胁迫的适应机制,有助于开发耐热品种,改善温暖气候地区植物的生长状况以及提高作物的生产力.植物体中,在分...     

燕麦对盐碱胁迫的响应机制及缓解措施研究进展

土壤盐碱化的日益严峻,直接制约着农牧业的健康发展,培育耐盐碱作物或饲草是解决这一矛盾的有效途径。燕麦是重要的粮饲兼用作物,具有一定的耐盐碱性。研究燕麦的耐盐碱机制,对开发和有效利用盐碱地有重要的现实意义。文章从种子萌发、光合特性、抗氧化酶系统、渗透调节物质、离子吸收分布和分子机制等角度综述了燕麦对盐碱胁迫的响应机制,并概述了目前缓解燕麦盐碱胁迫的可行措施,展望了未来的研究趋势。     

钙离子对内质网胁迫的影响

植物在遭受到恶劣环境后,不能通过移动来解除损伤,因而自身在长期的进化过程中形成了一套防御机制。现如今的粮食产量低下,绝大部分是由于环境胁迫所造成的,因此要想提高产量需改善植物生长环境,避免植物遭到环境胁迫。研究表明,适宜浓度的钙离子信号在胁迫途径中能够增强信号的转导及时参与植物的生理调控,避免植物受到毒害;当植物在逆境时内质网会受到胁迫,若是不能及时地启动防御机制会导致生理发生紊乱,严重时将导致死亡。很多研究表明了钙离子在多种非生物胁迫中都有参与调控的实例,但在内质网胁迫中的研究还未见报道。因此,研究钙离子与内质网胁迫之间的关系对于植物在逆境育种中具有重要的生理意义。     

高盐碱胁迫下野生大豆(Glycine soja)体内离子积累的差异

在总含量3%高盐碱原土盆栽条件下,对搜集于津唐盐碱地895份野生大豆植株进行耐盐碱性评价。通过测定203株死亡及收获植株茎、叶中Na⁺、Cl^–、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的含量,分析高盐碱胁迫下野生大豆植株离子含量的分布及野生大豆植株死亡和成熟时体内离子积累程度,并探讨耐盐碱型野生大豆的耐性机制。结果表明,野生大豆植株在营养生长期间,盐碱胁迫致死植株茎、叶无机离子含量在不同存活时间组间并未达显著水平,Na⁺和Cl^–积累达到一定含量即出现死亡现象,致死植株茎中Na⁺和Cl^–离子范围分别为3.239~4.682和4.639~6.328,叶中分别为1.754~2.349和4.126~5.073;能够存活到成熟的耐盐碱型野生大豆植株茎叶Na⁺和Cl^–含量存在低中高3种类型。高耐型野生大豆茎、叶平均Na⁺和Cl^–含量显著低于低耐盐型,且茎中K⁺和叶中Ca²⁺和Mg²⁺含量较高。在高耐型野生大豆植株茎叶中也存在Na⁺和Cl^–离子含量高水平和低水平两种类型,推测野生大豆可能存在两种耐盐碱机制,其一为高耐受性,其二为低吸收性。     

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。     

硼胁迫下植物生理调控机制的研究进展

硼是植物的必需营养元素,它对植物的许多生理过程有着重要的作用,特别是在低硼或高硼胁迫情况时会影响植物正常的生理代谢。本文将对最近几年有关硼胁迫下植物生理调节机制的研究成果进行综述,着重阐述低硼胁迫下诱发植物产生硼高效吸收、转运、分配和再利用的机理,以及在高硼胁迫下植物自身可能存在的调控机制。     

工业大麻抗逆生理及分子机制研究进展

工业大麻(Cannabis sativa L.)是一种抗逆性较强的高附加值经济作物.往往种植在盐碱、山坡地等土壤环境条件相对比较恶劣的地块以充分利用土地资源.在生长过程中可能会受到盐碱、干旱、涝害、低温、高温、营养缺乏和重金属污染等逆境胁迫.为了确保产量和品质,在种植过程中一方面要根据其表型变化及时采取应对策略减少损失...     

叶面喷施钙素对光胁迫条件下烤烟光合生理特性的调控效应

以烤烟品种K326为供试材料开展土培盆栽试验,在人工气候室条件下设置3种光照强度,研究叶面喷施钙素对不同光照强度下烤烟叶片光合色素、气体交换参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质及干物质积累的影响,探明外源钙对光胁迫条件下烤烟光合生理特性及抗氧化系统的调控作用。结果表明,喷施外源钙可以增加不同光照强度下烤烟叶片的叶绿素（Chla+b）及类胡萝卜素（Car）含量,Chla+b和Car含量的最高值分别出现在400~500μmol/(m²·s)低光（L1）和1500~1800μmol/(m²·s)高光（L3）处理。烤烟叶片的净光合速率（P_n）随光强增加而升高,但光能利用效率（LUE）以L1处理最高。增施外源钙后烤烟叶片的P_n、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）以及LUE显著增加,且在L1与L3处理下LUE增加比例较高,分别比对照增加了3.83%~5.63%和4.65%~7.75%。高光喷钙处理的超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、可溶性糖含量以及干物质积累量最高,丙二醛含量最低。喷施外源钙可提高烟草叶片活性氧清除酶活性和渗透调节物质含量来保护光胁迫条件下光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心不受伤害,促进光合效率提高,有利于光合碳同化产物的积累。     

干旱胁迫下植物的信号转导及基因表达研究进展

干旱是影响植物生长的主要因素之一,研究植物在干旱胁迫下的反应机制具有重要的现实意义。ABA、H2O2和NO在植物响应干旱胁迫反应中可能作为信号分子的作用。在干旱胁迫下,植物由“渗透感受器”感受外界胁迫信号。通过第二信使及其下游蛋白激酶级联传导反应,调控了一系列基因的表达。根据干旱信号转导过程中胁迫相关基因的表达是否依赖ABA,存在依赖ABA和非依赖ABA两途径。综述了植物干旱胁迫信号的感知、传递及其诱导的基因表达调控等方面的研究进展,对植物抗旱性的分子机理进行了展望。     

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。