外源物缓解植物盐分胁迫的作用机理及其分类

盐分胁迫是制约农业生产和植被构建的关键环境因素之一。为提高植物耐盐能力、降低盐碱地的开发利用难度,前人开展了大量关于外源物缓解植物盐分胁迫的研究。依据搜集到的122篇有关植物耐盐机理和外源物作用的文献,目前报道的缓解植物盐胁迫的外源物有50种。依据作用机理将其分为7类,分别是调节离子平衡及pH、诱导合成渗透调节物质、诱导抗氧化酶、激素调节、诱导基因表达及信号转导、改善光化学系统、微生物调控机制。本文对外源物缓解植物盐分胁迫的7类作用机理的研究进展分别进行总结和分析,并提出了今后需重点跟进的研究方向。     

植物响应盐碱胁迫的分子机制

随着工业化的快速发展,土壤盐碱化的问题严重制约着作物的产量及种植范围,成为阻碍农业发展亟待解决的问题。植物的盐碱胁迫主要是指土壤中的中性盐以及碱性盐离子对植物的生长发育过程中产生不利影响的一种非生物胁迫。盐碱胁迫与碱胁迫都会改变植物体内外的渗透平衡,引起离子毒害与氧化毒害等,p H所形成的碱胁迫危害往往大于中性盐所造成的危害,碱胁迫会改变植物体内的p H,并降低植物对营养元素的吸收、特别是可溶性铁。本文总结了盐碱胁迫对植物的危害,植物对盐碱胁迫的感知,通过活性氧(ROS),SOS途径,多种植物激素,表观修饰等一系列方式来响应并适应环境的盐碱胁迫,最终降低盐碱胁迫对植物的危害以及植物响应盐胁迫与碱胁迫过程中存在的共同分子机制。     

滨海盐碱地水盐时空变化特征及对棉花光合生产的影响

为研究滨海盐碱地土壤水盐空间分布及运移变化对棉花光合生产和产量的影响,并探讨棉田地形和土壤容重对滨海盐碱地水盐空间分布的影响方式,在位置相近区域选取海拔和容重差异较大的4块棉田,于4—10月份测定土壤0～200 cm深度水分、盐分和pH等空间分布特征,分析其对棉花光合生产和产量的影响。研究表明,轻度盐碱棉田海拔较高,在141～160 cm处形成"高容重隔层",土壤盐分和pH较低,雨季(7—8月份)土壤水分较低,生育后期(9—10月份)土壤水分明显高于中度盐碱棉田,棉花遭受盐碱胁迫较小,光合生产与水热资源吻合度高,长期处于物质积累活跃期;中度盐碱棉田较高的海拔和容重阻滞了土壤盐分和pH上升,在雨季盐碱胁迫得到解除,但棉花生育早期(4—6月份)和后期仍有明显盐碱胁迫,光合生产与光热资源丰富期吻合度较差;重度盐碱棉田海拔较低,容重差异未对水盐运移规律产生明显影响,长期处于高度盐碱胁迫之下,光合生产能力和产量水平低下。滨海盐碱地改良采用适当抬高地表高度并形成一定厚度的高容重"隔层",增强土壤蓄排水能力,是一种效果持续并有利于作物光合生产的改良措施。     

丛枝菌根真菌生态功能及其与共生植物互作机理

丛枝菌根真菌是陆生植物根系广泛存在的一类真菌类群,并与宿主植物形成互惠共生体,在土壤生态环境中发挥着重要的生态作用和功能。从丛枝菌根提高宿主植物非生物胁迫(水、温度、盐碱和重金属等)抗性、生物胁迫(植物病害等)抗性以及改变宿主根际微生态等方面,对丛枝菌根真菌的生态作用、互作机理和研究热点进行了综述。     

盐碱胁迫对文冠果幼苗水力学特征和碳素分配的影响

以文冠果(Xanthoceras sorbifolia)1年生幼苗为研究对象,通过控制条件下的盆栽试验,研究不同盐碱胁迫条件对文冠果幼苗的水力学特征和碳素分配的影响。结果表明:(1)盐碱胁迫显著降低文冠幼苗存活率、株高和基径、不同部位生物量、凌晨水势、根水力学导度、光合速率和气孔导度;(2)随盐碱胁迫强度增加,植株各部位非结构碳含量均先升后降,且碱性盐胁迫对植株的伤害显著大于中性盐胁迫和混合盐碱胁迫,盐度和pH有显著的交互增强效应,碱性盐比例增加会加重胁迫危害;(3)盐碱胁迫显著限制幼苗根系吸水能力、植株水分状况恶化、气孔导度和光合速率下降,造成生物量和非结构碳含量降低,超出植株对低渗透胁迫的适应能力,最终影响植株存活;(4)文冠果具有一定的耐盐碱胁迫能力,在轻度盐碱条件下能正常生长,在中度和重度盐碱胁迫条件下生长和存活能力受限。通过研究进一步揭示了文冠果幼苗在水力结构和碳代谢上对不同类型和强度盐碱胁迫的生理响应模式,可为文冠果适宜立地选择、栽培范围扩展和规模化发展提供依据。     

磷脂酶Dβ在拟南芥低温信号中的转导作用

磷脂酶D（PLD）不仅是植物中一类主要的磷脂水解酶,而且是一类重要的跨膜信号转导酶类。PLD的磷脂降解功能和信号转导功能均影响植物的抗冻性。本研究以PLDβ基因被敲除的拟南芥突变体及其野生型植株为材料,进行低温驯化和冻害胁迫处理,并分析其作用途径。结果表明,PLDβ基因介导低温信号转导作用,参与渗透调节途径中脯氨酸的调控和抗氧化系统中过氧化氢酶（CAT）活性的调控,并且与低温信号激素ABA不在同一条信号转导途径。本研究为探索通过调控PLD的活性提高植物抗冻性提供了新的途径,并为深入揭示植物的抗冻机理以及磷脂信号转导机制提供实验支持。     

铜胁迫对植物生长发育影响与植物耐铜机制的研究进展

铜(Cu)是植物生长发育必需的微量营养元素,在光合作用、呼吸作用、抗氧化系统及激素信号转导等多种生理过程中发挥至关重要的作用,其在植物体内含量过高或不足均会影响植物的正常生理代谢。近年来由于含铜杀菌剂的广泛使用及工业含铜污染物的排放,铜污染对植物生长发育的危害备受关注。研究铜离子对植物生长发育的影响以及植物响应铜胁迫的分子机制,对人们了解植物的耐铜性和铜污染区的植物修复具有重大意义。本文从植物对铜离子的吸收转运及积累,铜胁迫对植物生长发育的影响及植物对铜胁迫的抗性机制3个方面,系统总结了国内外关于植物铜胁迫的研究进展,并提出了需要进一步加强铜胁迫分子调控机制及植物修复方面的研究。     

苏打盐碱胁迫下羊草的生长特性与适应机制

土地盐碱化是影响世界农业生产最主要的非生物胁迫之一,已成为阻碍作物高产的一个主要因素[1~3]。我国松嫩平原是世界三大苏打盐碱土集中分布区之一,也是我国盐碱化程度最严重和对农业影响最大的地区之一[4]。由于苏打盐碱土中Na2CO3和NaHCO3的水解作用,植物在这些土壤中的生长不仅受Na+的毒害作用,同时也受高pH胁迫的影响。某些植物之所以能够在这种极端不良环境胁迫下得以生存和繁衍,主要是因为它们在胁迫来临时能够及时启动内部防御体系主动适应环境的变化。同样,对于不同种类的盐碱胁迫而言,植物间可能存在类似或不同的适应机制,进而维持自身的正常生长和发育。这种生理适应机制比较复杂,包括渗透保护剂或者     

逆境胁迫下ABA与钙信号转导途径之间的相互调控机制

Ca^2＋信号是植物应答各种逆境胁迫响应的一个重要组分,它在植物抗病、抗虫及适应非生物胁迫反应中起着重要的作用。Ca^2＋信号作为第二信使在激素信号转导尤其是ABA信号转导过程中发挥着重要作用。研究表明,当植物受到如干旱、低温、盐害等环境胁迫时,细胞迅速积累ABA,胞内钙离子浓度瞬间升高,然后钙离子浓度呈现忽高忽低的震荡现象。在植物细胞中发现Ca^2＋／CDPK、Ca^2＋／CaM和Ca^2＋／CBL三类钙信号系统,它们与逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过综述植物在逆境条件下,ABA与钙信号的产生、转导及产生适应性和抗性等方面,介绍了ABA与钙信号之间的相互调节机制。     

盐碱胁迫对果树的危害及其分子机理研究进展

盐碱胁迫是影响果树生长发育最严重的限制因子之一.果树受盐碱胁迫后根系生长受阻、叶片变小、发育迟缓,造成植株矮化、早衰甚至死亡.从细胞膜透性、POD、SOD等生理特性方面分析了果树对盐碱复合胁迫的响应机制,多角度分析了果树抗盐碱的分子机理.