盐胁迫下胡杨的离子响应

分析土壤和植物组织中的各种离子关系,发现胡杨对盐分不是简单的拒吸机制;对根系环境中的NaCl,胡杨吸收的钠离子显著少于不耐盐的杂种胡杨,而吸收的氯离子却大大超过后者.这与以往报道盐胁迫的胡杨根细胞中形成大量富含氯离子的小液泡是一致的,是一种特殊的区隔化构造.与杂种胡杨相比,胡杨有相对较发达的茎干组织,根和茎干占植株总生物量的比例较大,能吸收和储存有害盐离子而减少其进入叶组织,这是胡杨抗盐性的形态解剖学特性.     

盐胁迫下胡杨的光合和生长响应

用低盐（５０ｍＭＮａＣｌ）和高盐（２００ｍＭＮａＣｌ）溶液分别处理２年生胡杨并与杂种胡杨作比较,以观察盐分胁迫下胡杨的光合反应及生长反应．光合作用及相关参数的测定结果表明,两个树种的ＣＯ２补偿点随盐分浓度的升高而升高,ＲｕＢＰ羧化酶活性随盐分浓度的升高而降低;用高盐处理,在土壤盐分浓度达到０７％ＮａＣｌ时,胡杨的净光合速率仍能在经历一段时间的下降后逐渐回升至相当于对照处理的７０％;而杂种胡杨的光合速率只有在土壤盐分浓度低于０２％ＮａＣｌ时方可恢复,当土壤盐分浓度达到０５％ＮａＣｌ时植株即死亡．叶绿素ａ和ａ／ｂ比率随盐分水平的升高而升高,叶绿素ｂ和类胡萝卜素的含量则随之降低．荧光分析表明,盐分胁迫造成胡杨光合速率下降的原因不是对光合器官的破坏,而是对光合暗反应的抑制．测定叶片伸长速率和叶片数及比叶面积,发现胡杨在盐胁迫的初期主动调节生长速率并脱落部分叶片（在高盐处理后第１天,胡杨叶片的伸长速率下降７０％,至第３天,开始落叶）;在处理过程中,胡杨叶片的比叶面积随盐分水平的升高而降低,说明有叶片肉质化现象．这些均有利于增强抗盐性．     

NaCl胁迫下耐盐辣椒幼苗不同组织的离子响应

以耐盐种质PI201239和PI201224为供试材料,采用0.1 mol/L NaCl溶液进行胁迫处理,并分别对胁迫处理后0、1、3、6、12 h辣椒幼苗的根、茎、叶中的Ca²⁺、K⁺、Na⁺、Cl^-等离子含量进行测定。结果表明,在NaCl的胁迫下,3个组织的Na⁺含量均有所提升,且在3～6 h叶片和根部的积累量最高;K⁺含量在叶和茎中呈现出不同程度的提升,而2种供试材料根中的K⁺含量均呈不断降低的趋势;不同剖位的K⁺/Na⁺值在0 h均较高,且在根中的K⁺/Na⁺值下降最为明显;另外,在胁迫1 h,叶片中的Cl^-和Ca²⁺能快速响应且含量达到最高。在NaCl胁迫下,2个耐盐材料具有相似的离子响应情况,关键离子在特定时期特定部位的积累可作为品种耐盐特性的关键指标。     

胡杨膜系统的盐稳定性及盐胁迫下的代谢调节

比较胡杨和群众杨在盐分胁迫下的生化反应发现：（１）胡杨的细胞膜系统能忍耐２００ｍＭ ＮａＣｌ的高盐处理,其膜透性在高盐处理３ｄ没有显著增加,而群众杨的膜透性随盐分浓度的升高而升高。     

胡杨PePEX11基因参与调节盐胁迫下拟南芥的抗氧化能力

目的长期非生物逆境胁迫下,植物会产生过量活性氧并造成氧化损伤,过氧化物酶体能够通过清除活性氧来调节氧化还原平衡。PEX基因参与过氧化物酶体的生物发生和增殖,PEX11基因的过表达可促进过氧化物酶体增殖,对植物的抗氧化能力的提升具有重要意义。胡杨是研究木本植物中抗逆机制优良材料,本文旨在探究胡杨PEX11基因对非生物胁迫的响应。方法本研究首先以胡杨叶片cDNA为模板克隆获得PEX11基因,命名为PePEX11,并对PePEX11蛋白进行生物信息学分析,其次采用实时荧光定量PCR分析PePEX11在胡杨中的表达模式,同时构建植物表达pCAMBIA1301-35S::PePEX11转化拟南芥,最后检测盐胁迫条件下转PePEX11拟南芥的抗氧化能力。结果PePEX11基因cDNA全长543 bp,编码180个氨基酸,PePEX11蛋白具有多个跨膜结构域,在膜上发挥作用。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在胡杨体的成熟叶中表达量最高,幼叶次之,茎中最少;胡杨PePEX11基因受盐胁迫上调表达。功能分析显示,在含有100 mmol/L NaCl的培养基上,转PePEX11基因拟南芥株系的根长均显著长于野生型;对盆土中的移栽后12 d的幼苗150 mmol/L NaCl盐处理2周,转基因株系表现为营养生长良好,耐盐性较强。超表达PePEX11基因能显著提高(P＜0.05)拟南芥多种抗氧化酶的活性。DAB组织染色结果表明,转基因株系叶片中H₂O₂的含量明显少于野生型。结论本研究从胡杨中克隆PePEX11基因,并证明PePEX11能够提高拟南芥在盐胁迫下的抗氧化能力,提升耐盐能力。      

NaCl胁迫下小胡系杨树的离子吸收规律与分配特征研究

采用不同浓度的NaCl溶液胁迫处理‘小胡杨’（XHu）和‘辽胡杨1号’（LHu-1）当年生扦插苗,测量植株根、茎、叶中Na⁺、K⁺、Cl^-含量,研究其不同部位的离子选择性吸收规律及离子分配特征,为进一步评价和筛选优良耐盐小胡系杨树品种提供理论依据。结果表明:随着盐浓度的升高,2个小胡系杨树品种苗木受害程度逐渐增加,根、茎和叶部Na⁺含量以及根向茎选择性运输系数（茎S_K,Na）升高,全株K⁺/Na⁺比值以及茎向叶选择性运输系数（叶S_K,Na）下降;XHu在盐胁迫条件下叶片厚度增加,最大为291.45 μm,是对照的1.27倍;NaCl胁迫使小胡系杨树根和叶中Na⁺含量高于茎,叶中K⁺含量高于根和茎;盐胁迫下,LHu-1茎、叶中K⁺含量以及XHu根中K⁺含量均升高,而LHu-1根中K⁺含量降低;盐胁迫只对XHu茎、叶部Cl^-含量有显著性影响,低盐浓度下其茎中Cl^-含量升高,而高盐浓度下其叶中Cl^-升高。综合分析表明,NaCl胁迫下小胡系杨树主要是将Na⁺区隔在根中,并把K⁺运输至茎和叶中,从而缓解地上部分的盐害;XHu的耐盐能力总体上高于LHu-1。     

毛桃对盐胁迫的光合、抗氧化和离子响应

在盆栽及温室条件下,对毛桃[Prunus persica(L.)Batsch]实生苗进行不同浓度盐(NaCl)胁迫处理,测定其叶片的光合作用、抗氧化防御体系及无机离子浓度,探讨毛桃在盐胁迫下的一些生理生化响应。结果表明,在盐胁迫下毛桃叶片光合速率、气孔导度、水分利用率下降,而蒸腾速率上升。随着NaCl浓度的升高,毛桃叶片过氧化氢和超氧阴离子自由基浓度明显升高,膜脂过氧化产物丙二醛含量增加,表明叶片受到伤害。酶防御系统中SOD快速响应,在盐胁迫后迅速升高;非酶防御系统中可溶性蛋白和还原性抗坏血酸受到盐胁迫的抑制。100mmol/LNaCl处理对叶片还原型谷胱甘肽的含量没有影响,但200mmol/L的NaCl处理则显著促进了还原型谷胱甘肽的含量。在盐胁迫下,毛桃叶片Na+和Cl-浓度升高;K+、Mg2+、Ca2+受盐胁迫刺激后也升高;其他离子与Na+的比值在盐胁迫下减小。     

NaCl胁迫下不同种源胡杨种子萌发特性

以不同种源胡杨种子萌发特性与环境因子的关系和NaCl胁迫下的相关研究为目标。在南疆、北疆选择11个种源,对不同种源种子进行发芽测定,选定发芽率较高的种源,并其不同NaCl浓度（0、50、100、150、200、225、250、275 mmol·L^-1及300 mmol·L^-1）下进行盐胁迫,在1/2MS培养基上进行发芽试验。结果表明:1）11个种源种子的发芽率有显著差异,由8、9和11种源的种子活力较高,平均发芽率分别为55.0%、55.8%和78.0%。种子发芽率与环境因子之间存在相关性。其中,年降水量与发芽率表现显著的正相关;2）在NaCl胁迫下,种源9和种源11的发芽率有一定的变化,当NaCl浓度为50 mmol·L^-1时种源9的相对发芽率极显著地高于CK（121.58%）。随着NaCl浓度的升高发芽受不同程度的抑制,使种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有所降低,NaCl浓度为50~150 mmol·L^-1时种源间有显著差异,NaCl浓度升到275 mmol·L^-1和300 mmol·L^-1时种源11发芽势为7%和5%,发芽指数为1.4和1.1,而种源9为0。在不同浓度NaCl胁迫下,除了50 mmol·L^-1浓度外,种源9的盐害率均高于种源11,说明在种子发芽期间,种源11不但发芽整齐而且更耐盐胁迫。     

林木盐胁迫响应机制研究进展

盐胁迫是抑制林木正常生长发育的主要非生物胁迫因子。研究林木盐胁迫响应机理,对于筛选耐盐林木资源和提升盐碱地绿化效率具有重要的现实意义。盐胁迫对林木的正常生长发育产生很多不利影响,主要表现在发育受阻、光合作用受到抑制、离子代谢失衡、细胞膜结构破坏、渗透胁迫和矿质养分吸收受阻等。为了适应盐胁迫,林木在长期进化过程中形成一套完整的抗盐胁迫体系,主要包括诱导抗盐相关基因表达、合成渗透调节物质、提高抗氧化酶活性、对离子的选择性吸收等。在综合分析林木盐胁迫响应机制基础上,提出通过耐盐资源筛选、加入外源物质、提升真菌的协同效应和利用生物技术手段导入抗性基因等是提升林木抗盐胁迫能力的有效途径。     

槲栎2变种对盐胁迫的响应

采用不同浓度NaCl水溶液处理北京槲栎和锐齿槲栎2年生幼苗,研究盐胁迫条件下2槲栎的生理变化及K+、Na+分布,评价槲栎2变种耐盐性差异,为栎属植物保护和应用提供科学依据。结果表明:基质盐质量浓度1‰～3‰时两槲栎幼苗具一定耐盐性;随盐质量浓度增加,总叶面积、植株鲜重和干重显著降低,叶片质膜相对透性与盐浓度呈正相关;叶片保护酶SOD活性、渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白含量等显著低于北京槲栎。盐胁迫下2槲栎根系吸收的K+多向茎、叶运输,而Na+主要滞留在根系中,北京槲栎能维持相对较稳定K+含量,K+/Na+比下降幅度相对较小。可见北京槲栎耐盐能力明显优于锐齿槲栎,北京槲栎更适应我国北方地区的园林应用和环境建设。     

脱落酸与胡杨抗盐性的关系

为模拟胡杨根系受盐胁迫时引起ＡＢＡ水平上升的生理作用,用一定浓度的ＮａＣｌ,ＡＢＡ和玉米素单独和联合施入胡杨的根系环境。发现：ＡＢＡ处理和ＮａＣｌ处理都能迅速引起气孔阻力上升,并且两者的作用有加合性。     

盐分处理对3种杨树离子吸收规律的影响

对意大利杨,群众杨和胡杨分别进行了盐分处理,处理后的第１周发现不同处理对钠Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－的吸收有显著的影响,意大利杨和群众杨对盐分离子的吸收随盐分处理浓度的升高而升高,而胡杨却不是这样,相对其它两种杨树而言,胡杨较低的盐分吸收很可能是由于其离子选择能力较高所造成的。     

胡杨不同冠层叶片的形态特征及对水胁迫的响应

该研究以长势良好、冠高相近的3棵成年胡杨为采样株,在树冠垂直方向上进行3等分,取每个冠层东西南北4个方向的混合树叶为试验材料,研究不同冠层叶片的形态特征,以及在不同浓度PEG-6000下生理特性.结果显示:成熟胡杨植株树体上从树冠基部到树顶依次为披针形、卵形、宽卵形叶片,3种叶形指数、叶面积和叶柄长上存在着显著差异;水分胁迫时,第1层叶片通过维持细胞膜的稳定性来增加抗逆性,第2层叶片通过快速积累脯氨酸来适应干旱环境,第3层叶片通过维持可溶性蛋白含量的稳定性,提高代谢水平弥补水胁迫造成的伤害;在抗逆性隶属函数法评价上第3层叶片的综合抗逆性＞第2层叶片综合抗逆性＞第1层叶片综合抗逆性.     

胡杨气体交换特性

通过测定土培条件下净光合速率及其相关参数的日进程,发现胡杨净光合速率的最大值出现在中午辐射最强的时间;胡杨光饱和点高达２８００μｍｏｌｍ－２ｓ－１,说明具有Ｃ４植物的光合特性,但ＣＯ２补偿点和饱和点分别高达１５０μｍｏｌｍｏｌ－１和９００μｍｏｌｍｏｌ－１,说明胡杨仍属于Ｃ３植物．此外,扫描电镜观察胡杨叶片表面有蜡片结构,可能与胡杨长期适应沙漠强辐射和高蒸腾的环境有关．胡杨气孔阻力全天变化不大,表明胡杨的气孔运动保留了河岸起源的特点,而典型的叶片旱生结构可能是长期适应干旱环境逐渐发育的结果     

胡杨对渗透胁迫和盐分胁迫的不同响应

用等渗透势的ＮａＣｌ和ＰＥＧ溶液处理胡杨发现：（１）处理后１ｄ,－２４ｂａｒ渗透势的ＮａＣｌ胁迫使胡杨根ＡＢＡ含量上升为对照的２７倍,而ＰＥＧ处理没有影响．处理后７ｄ,－２４ｂａｒ渗透势的ＮａＣｌ胁迫的胡杨叶腐胺含量是群众杨的３３倍,渗透势胁迫加强到－９６ｂａｒ时腐胺含量扩大到４４倍．说明ＮａＣｌ胁迫由渗透胁迫和专性离子胁迫两部分构成,两者有加合性．这一方面进一步说明在这种情况下ＡＢＡ的增加基本上归咎于专性离子胁迫,另一方面暗示胡杨根系能感知环境中低浓度的专性离子而增加ＡＢＡ合成,ＡＢＡ是前胁迫反应产生的化学信号,作为一种调控剂诱导植株各部分进行代谢调节．     

外源葡萄糖对盐胁迫下黄瓜幼苗光合作用和离子分布的影响

[目的]为了探讨外源葡萄糖缓解盐胁迫下黄瓜幼苗生理伤害的作用机制。[方法]采用营养液水培法,以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究外源葡萄糖对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、叶绿素含量、光合作用以及体内离子分布的影响。[结果]盐胁迫(65mmol/L Na Cl)显著降低了黄瓜幼苗叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci),限制了黄瓜幼苗植株的生长,而根施2 mmol/L葡萄糖缓解了盐胁迫诱导的光合速率和生长下降;在盐胁迫下,黄瓜幼苗叶片、茎和根中Na+和Cl-含量显著增加,而K+和Mg2+含量明显降低,外源葡萄糖处理逆转盐胁迫诱导黄瓜植株体内离子含量的变化。[结论]外源葡萄糖通过抑制根中Na+和Cl-向地上部的运输,减轻叶片中Na+和Cl-积累诱导的离子毒害,从而缓解盐胁迫对光合作用的抑制,进而促进盐胁迫下黄瓜幼苗的生长。     

盐胁迫下胡杨和毛白杨叶细胞中的离子区隔化

该文以抗盐的胡杨和盐敏感的毛白杨组培再生苗为实验材料,利用X--射线微区分析技术研究盐胁迫下(为期20d的盐处理)叶片各种类型细胞内主要元素Na+、Cl-、K+的分布情况,测定的细胞类型包括:①叶脉细胞(叶脉维管束导管、叶脉维管束内部和外部的薄壁细胞);②叶肉细胞(栅栏组织、海绵组织);③表皮细胞(上、下表皮细胞).结果表明,胡杨和毛白杨叶细胞对盐离子的区隔化有明显差异:与毛白杨相比,盐处理后的胡杨叶细胞不但具有较高的拒Na+能力,即将Na+贮存在质外体中,而且液泡区隔Na+的能力也强于毛白杨.在Cl-的区隔化方面,对照处理胡杨各种类型的细胞(包括叶脉、叶肉和表皮细胞)Cl-浓度都高于毛白杨,但在盐胁迫下,胡杨叶片的细胞壁、液泡甚至叶绿体中Cl-的含量都低于毛白杨,这是胡杨根细胞限制Cl-离子根冠运输的结果.盐处理使胡杨叶片各种类型细胞中的K+浓度降低;与胡杨不同,毛白杨叶片细胞中质外体的K+浓度下降,而液泡中的K+水平却相应提高,这是毛白杨细胞内K+重新分配的结果:由于盐处理后毛白杨液泡内积累了过多的Cl-,K+从细胞壁进入液泡,用以平衡液泡内Cl-积累所带来的负电荷.