植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制优秀课件
合集下载
作物耐盐机制.ppt
生理上的适应：渗透调节和离子区域化
渗透调节：植物适应盐胁迫的主要
生理机制之一。
离子区域化：盐生植物通过将Na+区域化于液泡，使植物抵抗外界的低水势而得以吸水。
Na+在液泡中的区域化是通过Na+/H+逆向转运蛋白完成。
2、泌盐盐生植物的抗盐机理
泌盐是盐生植物适应盐渍环境的一条重要途径----滨藜、柽柳
植物耐盐机制研究进展
武玉叶
三、植物对盐胁迫的响应
春天白茫茫，夏天水汪汪
土壤盐渍化是影响农业生产
与生态环境的一个重要因素
据世界粮农组织的统计，全球有各种盐渍土约9.5亿公顷，占全球陆地面积的10%，广泛分布于100多个国家和地区----正不断增加
我国黄河三角洲地区每年约有5%的耕地因土壤盐渍化而撂荒
东营盐碱地
4. The salt overly sensitive (SOS) signal transduction pathway is clearly important in salinity tolerance, although the mechanism of action at the whole plant level remains to be established.
a: rice
b: durum wheat
c: barley
Hypothetical relationships between salinity tolerance and leaf Na+ concentration for three different species
渗透调节：植物适应盐胁迫的主要
生理机制之一。
离子区域化：盐生植物通过将Na+区域化于液泡，使植物抵抗外界的低水势而得以吸水。
Na+在液泡中的区域化是通过Na+/H+逆向转运蛋白完成。
2、泌盐盐生植物的抗盐机理
泌盐是盐生植物适应盐渍环境的一条重要途径----滨藜、柽柳
植物耐盐机制研究进展
武玉叶
三、植物对盐胁迫的响应
春天白茫茫，夏天水汪汪
土壤盐渍化是影响农业生产
与生态环境的一个重要因素
据世界粮农组织的统计，全球有各种盐渍土约9.5亿公顷，占全球陆地面积的10%，广泛分布于100多个国家和地区----正不断增加
我国黄河三角洲地区每年约有5%的耕地因土壤盐渍化而撂荒
东营盐碱地
4. The salt overly sensitive (SOS) signal transduction pathway is clearly important in salinity tolerance, although the mechanism of action at the whole plant level remains to be established.
a: rice
b: durum wheat
c: barley
Hypothetical relationships between salinity tolerance and leaf Na+ concentration for three different species
作物耐盐机制.ppt
1. Plant responses to salinity occur in two phases: a rapid, osmotic phase that inhibits growth of young leaves, and a slower, ionic phase that accelerates senescence of mature leaves.
CAX1 (H+/Ca+ antiporter) is an additional target for SOS2 activity restoring cytosolic Ca2+ homeostasis.
盐胁迫下诱导的Ca2+信号活化SOS3/SOS2蛋白激酶复合体，后者磷酸化质膜上的Na+/H+ antiporter SOS1，并调节一些基因的表达。
Archives of Biochemistry and Biophysics 444 (2005) 139–158
Regulation of ion homeostasis by SOS signaling pathway for salt stress adaptation.
(2009)
Salt stress induce Ca2+ signal that activates the SOS3/SOS2 protein kinase complex, which then phosphorylates a plasmamembrane Na+/H+ antiporter SOS1, and regulates the expression of some genes as well.
CAX1 (H+/Ca+ antiporter) is an additional target for SOS2 activity restoring cytosolic Ca2+ homeostasis.
盐胁迫下诱导的Ca2+信号活化SOS3/SOS2蛋白激酶复合体，后者磷酸化质膜上的Na+/H+ antiporter SOS1，并调节一些基因的表达。
Archives of Biochemistry and Biophysics 444 (2005) 139–158
Regulation of ion homeostasis by SOS signaling pathway for salt stress adaptation.
(2009)
Salt stress induce Ca2+ signal that activates the SOS3/SOS2 protein kinase complex, which then phosphorylates a plasmamembrane Na+/H+ antiporter SOS1, and regulates the expression of some genes as well.
植物逆境胁迫和耐盐性的分子调控机制
植物逆境胁迫和耐盐性的分子调控机制
植物逆境胁迫是指植物在生长和发育过程中遭受各种不利因素，如高温、低温、干旱、盐渍等环境条件的影响，导致植物生理和生化代谢的异常变化，甚至死亡。这些逆境胁迫对植物的生长和产量造成了巨大的影响，因此研究植物逆境胁迫的分子调控机制，对于提高植物的抗逆能力和适应性具有重要意义。
在植物抵抗逆境胁迫的过程中，分子调控是一个复杂的过程，包括了基因表达、蛋白质翻译、信号传递、分子交互等多个方面。在这些过程中，一些关键的分子通过降解和翻译调节，可以调节植物对逆境胁迫的反应。
其中，植物对盐渍逆境胁迫的耐受性尤为重要。当植物遭受盐渍逆境胁迫时，
植物的内部环境会发生极大的改变，使得植物代谢物质的浓度和组成出现变化，从而影响植物对逆境胁迫的抵抗能力。近年来，越来越多的研究表明，分子调控机制在植物抵抗逆境胁迫中起着重要作用，其中一些关键基因通过负调节和正调节的方式参与了植物对盐渍逆境胁迫的反应。
对于植物对盐渍逆境胁迫的耐受性，一些关键基因调控了植物内部环境的盐浓度。例如，Na+/H+转运蛋白可以将盐分从细胞内部排出，或者将盐分从细胞外部
转入，从而平衡盐浓度。此外，还有一些基因通过调节植物的代谢和生物合成途径，降低盐分的积累和毒性。比如，调节蛋白质酶抑制剂可以阻止植物中一些酶的活性，从而减少碳水化合物和氮的合成，避免盐离子的积累和毒性。
此外，研究表明，植物中的一些细胞器和酶也参与了调节植物对盐渍逆境胁迫
的反应。例如，色素体中的光合色素复合物、类固醇类物质和线粒体中的氧化酶都可以调节植物代谢和生物合成途径，影响植物对盐渍逆境胁迫的抵抗能力。而且，一些关键的酶也可以通过信号传递机制，诱导植物的逆境胁迫反应，如植物激素乙烯和脱落酸就可以调节植物的生长和发育，提高植物对盐渍逆境胁迫的耐受性。
植物对盐胁迫的反应和耐盐性.ppt
植物对盐胁迫的反应和耐盐性
张梦恬
土壤盐渍化的危害
盐生植物的特征
盐胁迫对植物的伤害
• 生长抑制
• 光和下降，能耗增加
• 加速衰老
植物的盐适应及其分子机理
• 拒盐机理
• 盐分区域化
• 渗透调节作用
• 碳代谢途径
• 钙信使
基Hale Waihona Puke Baidu表达
张梦恬
土壤盐渍化的危害
盐生植物的特征
盐胁迫对植物的伤害
• 生长抑制
• 光和下降，能耗增加
• 加速衰老
植物的盐适应及其分子机理
• 拒盐机理
• 盐分区域化
• 渗透调节作用
• 碳代谢途径
• 钙信使
基Hale Waihona Puke Baidu表达
植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制
渗透调节
植物通过积累可溶性物质如糖类、氨 基酸和无机离子等来调节渗透压，维 持水分平衡，以适应盐胁迫环境。
植物盐胁迫的生态影响
01
02
03
生物多样性减少
盐胁迫会导致植被退化， 生物多样性降低，影响生 态系统的稳定性和功能。
土壤质量下降
盐胁迫会导致土壤板结、 盐碱化，影响土壤质量， 降低土地生产力。
MAPK级联反应
盐胁迫下，MAPK级联反应被激活，包括MAPK、MAPKK和MAPKKK等激酶的磷酸化 与活化。这些激酶调控下游基因的表达，参与植物的抗盐反应。
MAPK与转录因子相互作用
MAPK磷酸化某些转录因子，如bZIP、MYB等，调控相关基因的表达，帮助植物适应 盐胁迫环境。
04
植物耐盐性的遗传改良与 育种
Ca²⁺信号转导途径
Ca²⁺作为第二信使
盐胁迫下，植物体内Ca²⁺浓度升高，触发Ca²⁺依赖性蛋白激酶和CaM激酶的激活，进而调控下游基因的 表达和代谢过程。
Ca²⁺与CaM结合
Ca²⁺与CaM结合后，激活CaM激酶，引发一系列信号转导事件，如MAPK磷酸化、转录因子激活等。
MAPK信号转导途径
03
植物盐胁迫响应的信号转 导途径
植物激素在盐胁迫响应中的作用
脱落酸（ABA）
在盐胁迫下，ABA的合成和信号 转导途径被激活，诱导植物产生 适应性反应，如关闭气孔、增加 根系生长等。
植物盐胁迫适应机制研究进展ppt课件
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
ABA能诱导并增强某些抗氧化酶的活性，绿藻在盐胁迫下经ABA处理后其体 内ROS的含量减少，过氧化氢酶(CAT)和APX的活性显著增强。 研究证明ABA还可以缓解盐胁迫对植物生长、同化和光合作用的抑制 (Popova eta1，1995)。
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
植物激素的诱导
盐生环境使植物的正常生长发育受阻，但植物在盐胁迫条件下可通过改变体 内各种激素的含量来维持其正常发育。 柯玉琴等（2002）发现随盐浓度的提高，不耐盐甘薯品种叶片的生长素(IAA) 水平下降的幅度大于中等耐盐和耐盐品种。 研究发现高盐胁迫下，植物体内脱落酸(ABA)和细胞分裂素(CTK)的含量增 加(Mdesuquy，1998；Vaidyanathan eta1，1999)
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
植物的抗盐性课件
学习交流PPT
8
3.2.2 甜菜碱
甜菜碱属于四甲基胺类化合物，是非常重要的渗透调节物质。 它对细胞内的生物大分子起保护作用，能维持细胞膜结构的 完整性，对于增强植物抗逆性起着十分重要的作用。甜菜碱 醛脱氢酶(BADH) 能催化甜菜碱醛转变为甜菜碱，盐胁迫可 增加甜菜碱的积累。
由于甜菜碱的生物合成途径比较简单，积累甜菜碱比积累脯 氨酸的植物对盐的耐受性高，因此被认为是最有希望的植物 抗盐调节剂之一。
学习交流PPT
7
3.2 渗透调节
渗透调节通过主动积累一些小分子有机化合物和蛋白类保 护剂，降低渗透势避免细胞过度脱水。
3.2.1 脯氨酸
脯氨酸是植物在盐胁迫条件下主要的渗透调节物质之一， 是水溶性最大的氨基酸。所以它具有较强的与水结合的能 力，在植物受到干旱、盐胁迫时，它的含量会明显升高， 从而有助于细胞或组织的保水，同时还可作为碳水化合物 来源、酶和细胞结构的保护剂。
一些植物激素可提高植物抗盐性，抵消盐分胁迫，促进植物 生长。
GA3
赤霉素可促进 盐渍条件下植 物生长，抵消 盐分对菜豆光 合及运输的抑 制作用。
CTK
细胞分裂素 处理植物种 子可增强幼 苗抗盐性。
IAA
果实生长素能 降低玉米根系 对Na+的吸收 能力。
用IAA处理小 麦种子，可以 抵消Na2SO4抑 制小麦根系生 长的作用。
植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制(共21张PPT)
解 膜所结合的离子中Na+/Ca2+比增加，膜结构完整性及膜功能受到破坏，细胞Ｋ+/Na+下降，不利于离子运输
3 去除细胞内的活性氧
(4) 积累有毒物质 盐胁迫所诱导养别离子吸收不平衡，主要是由于植物在吸收矿质元素的过程中盐与各种营养元素相互竞争，从而阻止植物对一些矿质元素
的吸收而造成的。 另外，由于离子间的竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰植物的新陈代谢。
目录
1 植物与盐胁迫 2 植物耐盐的分子机制 3 提高植物抗盐性的途径
聚盐植物
稀盐植物
一、植物与盐胁迫
• 盐害：土壤中盐分过多，危害植物的正常生长。 • 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著降低〔
降低0.05～0.1 MPa〕时，即被认为是盐害。
• 次生盐害是由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步下 降，从而对植物产生渗透胁迫。另外，由于离子间的 竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰植物的 新陈代谢。
破坏，细胞Ｋ+/Na+下降，不利于离子运输
(2)活性氧伤害 在盐胁迫等逆境条件下，植物体内活性氧代谢系统的平
衡受到影响 ， 细胞物质交换平衡破坏，进而导致一系列生
理生化代谢紊乱，使植物受到伤害。
1.1.2 原初间接盐害
(1) 光合作用受抑制 许多植物在正常条件下，体内游离脯氨酸含量低，但在逆境胁迫时含量明显增高。
3 去除细胞内的活性氧
(4) 积累有毒物质 盐胁迫所诱导养别离子吸收不平衡，主要是由于植物在吸收矿质元素的过程中盐与各种营养元素相互竞争，从而阻止植物对一些矿质元素
的吸收而造成的。 另外，由于离子间的竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰植物的新陈代谢。
目录
1 植物与盐胁迫 2 植物耐盐的分子机制 3 提高植物抗盐性的途径
聚盐植物
稀盐植物
一、植物与盐胁迫
• 盐害：土壤中盐分过多，危害植物的正常生长。 • 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著降低〔
降低0.05～0.1 MPa〕时，即被认为是盐害。
• 次生盐害是由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步下 降，从而对植物产生渗透胁迫。另外，由于离子间的 竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰植物的 新陈代谢。
破坏，细胞Ｋ+/Na+下降，不利于离子运输
(2)活性氧伤害 在盐胁迫等逆境条件下，植物体内活性氧代谢系统的平
衡受到影响 ， 细胞物质交换平衡破坏，进而导致一系列生
理生化代谢紊乱，使植物受到伤害。
1.1.2 原初间接盐害
(1) 光合作用受抑制 许多植物在正常条件下，体内游离脯氨酸含量低，但在逆境胁迫时含量明显增高。
植物逆境生理第六章植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制
尽管没有详细资料记载，人类是何时开始认识盐渍 土、改造盐渍土的，但可以肯定地说，人类与盐渍土之 间的斗争历史是悠久的。总结已有经验，人类治理和利 用盐渍土不外乎两种途径：一是基于对盐渍土本性的探 索和认识，通过工程的、化学的、物理的和生物的措施， 治理和改良盐渍土，使其适应更多作物的生长；二是通 过对植物抗盐机理的深入研究，选择、引种和培育新的 抗盐经济作物，使其适应盐渍土环境。对第一种途径的 探索和尝试，可以说人类付出了巨大努力，目前对盐渍 土的形成机理、发生发展规律已经有了深刻的了解，工 程治理盐渍土在某些地区也取得了巨大成功。然而，盐 渍土治理过程中，人们发现，抬高地面、淡水压碱、淡 水洗盐等工程治理措施的应用，受到气候、水文条件的 严重限制，它只适合降水较大和淡水资源丰富的地区， 而且投资巨大，易造成土壤反盐。
包括：对芒麦草（Hordeum jubatum）起源的认 识 ， Chapman （ 1970 ） 对 栽 培 甜 菜 （ Beta vulgaris）祖先盐生甜菜（Beta vulgaris ssp. maritima）的发现，以及非盐生植物抗盐机理脉 内再循环的发现。
三、植物的盐害
土壤中盐分过多，危害植物的正常生长，称为盐害。 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著降低 （降低0.05～0.1 MPa）时，即被认为是盐害。实际上， 当土壤中盐分过多时，其水势的降低远远超过0.1 MPa。 一般将植物盐害分为原初盐害和次生盐害。在原初盐害中 又可分为直接原初盐害和间接原初盐害。直接原初盐害主 要指盐胁迫对质膜的直接影响，如膜的组分、透性和离子 运输等发生变化，使膜的结构和功能受到伤害。质膜受到 伤害后，进一步影响细胞的代谢，从而不同程度地破坏细 胞的生理功能，这就是间接原初盐害。
植物盐胁迫----非生物胁迫PPT课件
拒盐作用：根表不吸收Na+， 即使有 Na+ 进入细胞， 也通过质子泵 排出体外。把吸收的 Na+ 储存封闭于根、 茎基部、 节和叶鞘等的薄 壁细胞中，从而阻止了 Na+ 向叶片的运输。 吸收的 Na+ 在木质部 向上运输过程中， 被再次分泌到韧皮部中运回根部 , 再排到环境中。
.
11
2、植物的耐盐机理：主要是指植物对盐分胁迫的忍耐
1、直接盐害
高浓度盐分影响原生质膜，改变其透性，通过破坏生物 膜的生理功能引起盐分胁迫。同时植物吸收某种盐类过多而 排斥对另一些营养元素的吸收，吸收不平衡，产生单盐毒害 作用，还造成营养胁迫。
2、生理干旱
土壤盐分过多使植物根际土壤渗透势降低，植物要吸收 水分必须形成一个比土壤溶液更低的水势。如一般植物在土 壤盐分超过0.2%-0.5%时出现吸水困难，若植物体内水分外 渗，甚至会导致植物死亡。
4.培育抗盐植物品种
分离出抗盐相关基因，通过农杆菌、基因枪法或花粉 管通道法将抗盐基因导入目标植物细胞。
.
16
5. 探寻一种合适的盐生植物作为植物耐盐机制的新研究 对象。
6. 寻找高效性耐盐基因。
您如有更好建议，请说出来与我分享。
.
17
谢谢！
.
18
.
9
6、对抗氧化酶的影响
植物体内 SOD 等酶的活性与植物的抗氧化胁迫能力呈 正相关，而且在盐分胁迫下， 盐生植物与非盐生植物相比， 其 SOD、POD 、CAT 活性更高， 因而更能有效地清除活性 氧， 防止膜脂过氧化。
.
11
2、植物的耐盐机理：主要是指植物对盐分胁迫的忍耐
1、直接盐害
高浓度盐分影响原生质膜，改变其透性，通过破坏生物 膜的生理功能引起盐分胁迫。同时植物吸收某种盐类过多而 排斥对另一些营养元素的吸收，吸收不平衡，产生单盐毒害 作用，还造成营养胁迫。
2、生理干旱
土壤盐分过多使植物根际土壤渗透势降低，植物要吸收 水分必须形成一个比土壤溶液更低的水势。如一般植物在土 壤盐分超过0.2%-0.5%时出现吸水困难，若植物体内水分外 渗，甚至会导致植物死亡。
4.培育抗盐植物品种
分离出抗盐相关基因，通过农杆菌、基因枪法或花粉 管通道法将抗盐基因导入目标植物细胞。
.
16
5. 探寻一种合适的盐生植物作为植物耐盐机制的新研究 对象。
6. 寻找高效性耐盐基因。
您如有更好建议，请说出来与我分享。
.
17
谢谢！
.
18
.
9
6、对抗氧化酶的影响
植物体内 SOD 等酶的活性与植物的抗氧化胁迫能力呈 正相关，而且在盐分胁迫下， 盐生植物与非盐生植物相比， 其 SOD、POD 、CAT 活性更高， 因而更能有效地清除活性 氧， 防止膜脂过氧化。
植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制
在逆境胁迫时含量明显增高。脯氨酸含量增加可降低 细胞渗透势，维持细胞内水分，防止水分亏缺，还保 护酶类和细胞结构，清楚细胞内自由基，调节细胞PH 值。
2.2.2 甜菜碱 逆境条件下，甜菜碱可作为相容性、无毒的细胞质渗
透剂，用于平衡液泡中高浓度的盐分，避免细胞质脱 水。甜菜碱的生物合成是在叶绿体内完成的
位( 如髓细胞或老叶中) ( 6) 分泌到叶的表面
2. 2 合成和积累渗透保护物质
植物在胞质中合成和积累渗透保护物质, 有利于对抗 由于 Na+积累造成的渗透胁迫，这些积累在胞质中的 物质既能维持胞质渗透势, 又能保持蛋白质空间结构 、 清除细胞内活性氧。
2.2.1 脯氨酸 许多植物在正常条件下，体内游离脯氨酸含量低，但
植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制
目录
1 植物与盐胁迫 2 植物耐盐的分子机制 3 提高植物抗盐性的途径
聚盐植物
稀盐植物
Hale Waihona Puke Baidu
一、植物与盐胁迫
盐害：土壤中盐分过多，危害植物的正常生长。 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著
降低（降低0.05～0.1 MPa）时，即被认为是盐害。 次生盐害是由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步
2. 3 清除细胞内的活性氧
植物体内活性氧( ROS ) 的清除主要依靠酶促清除系 统。在植物的酶促清除系统中, 超氧化物歧化酶( SOD) 是主要的活性氧清除酶系
2.2.2 甜菜碱 逆境条件下，甜菜碱可作为相容性、无毒的细胞质渗
透剂，用于平衡液泡中高浓度的盐分，避免细胞质脱 水。甜菜碱的生物合成是在叶绿体内完成的
位( 如髓细胞或老叶中) ( 6) 分泌到叶的表面
2. 2 合成和积累渗透保护物质
植物在胞质中合成和积累渗透保护物质, 有利于对抗 由于 Na+积累造成的渗透胁迫，这些积累在胞质中的 物质既能维持胞质渗透势, 又能保持蛋白质空间结构 、 清除细胞内活性氧。
2.2.1 脯氨酸 许多植物在正常条件下，体内游离脯氨酸含量低，但
植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制
目录
1 植物与盐胁迫 2 植物耐盐的分子机制 3 提高植物抗盐性的途径
聚盐植物
稀盐植物
Hale Waihona Puke Baidu
一、植物与盐胁迫
盐害：土壤中盐分过多，危害植物的正常生长。 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著
降低（降低0.05～0.1 MPa）时，即被认为是盐害。 次生盐害是由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步
2. 3 清除细胞内的活性氧
植物体内活性氧( ROS ) 的清除主要依靠酶促清除系 统。在植物的酶促清除系统中, 超氧化物歧化酶( SOD) 是主要的活性氧清除酶系
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 植物受到盐胁迫时, 酶的活动首先被抑制, 引起生长素 、 细胞分裂素等促进生长的激素合成减缓或终止, 而 促进脱落酸、 乙烯等的合成。它们的积累增加, 会加 速植物衰老。
2. 6 Ca2+ 信号系统
• Ca2+不仅是植物必需的矿质营养元素之一 ，而且同 时作为 激素和 环境信号传导的第二信使 ，K+与作为 胞内信号使的钙调蛋白结合，调节植物体的许多生理 代 谢过程。尤其在环境胁迫下，钙和钙调素参与胁 迫信号的感受、传递、响应与表达，提高植物的抗逆 性。
1.2、次生伤害
（1）水分亏缺
土壤盐分过多使植物根际土壤溶液渗透势降低， 使 植 物 处 于 水逆境 ， 导 致 吸水困难，处于生理干旱状态。 一般植物在土壤盐分超过0.2%～0.5%时出现吸水困难 ，盐分高于0.4%时植物体内水分易外渗，生长速率显 著下降，甚至导致植物死亡
（2）养分离子吸收不平衡
植物盐胁迫响应及耐盐的分 子机制
目录
1 植物与盐胁迫 2 植物耐盐的分子机制 3 提高植物抗盐性的途径
聚盐植物
稀盐植物
一、植物与盐胁迫
• 盐害：土壤中盐分过多，危害植物的正常生长。 • 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著
降低（降低0.05～0.1 MPa）时，即被认为是盐害。 • 次生盐害是由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步
• 此外，外源钙在减缓盐胁迫方面Baidu Nhomakorabea促进植株生长方 面有着非常重 要的作用 。
2. 3 清除细胞内的活性氧
• 植物体内活性氧( ROS ) 的清除主要依靠酶促清除 系统。在植物的酶促清除系统中, 超氧化物歧化酶( SOD) 是主要的活性氧清除酶系
• 叶绿体抗坏血酸 POD 主要清除米勒反应产生的 H2O2 , 而过氧化氢酶（CAT）主要清除光呼吸中产 生的H2O2
2. 4 增加合成抗盐胁迫蛋白质和多胺类物质
其他脱水 效应
1.1、原初伤害
1.1.1原初直接盐害
(1)离子毒害 膜所结合的离子中Na+/Ca2+比增加，膜结构完整性及膜功
能受到破坏，细胞Ｋ+/Na+下降，不利于离子运输
(2)活性氧伤害 在盐胁迫等逆境条件下，植物体内活性氧代谢系统
的平衡受到影响 ， 细胞物质交换平衡破坏，进而导致 一系列生理生化代谢紊乱，使植物受到伤害。
位( 如髓细胞或老叶中) ( 6) 分泌到叶的表面
2. 2 合成和积累渗透保护物质
• 植物在胞质中合成和积累渗透保护物质, 有利于对抗 由于 Na+积累造成的渗透胁迫，这些积累在胞质中的 物质既能维持胞质渗透势, 又能保持蛋白质空间结构 、 清除细胞内活性氧。
2.2.1 脯氨酸 • 许多植物在正常条件下，体内游离脯氨酸含量低，但
下降，从而对植物产生渗透胁迫。另外，由于离子 间的竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰 植物的新陈代谢。
盐害
原初盐害
次生盐害
直接盐害
间接盐害
（质膜变化） （代谢变化）
渗透效应
营养缺乏
透性或运 输变化
增大蛋白质疏 水性和降低蛋 白质静电强度
降低彭压
离子外渗
酶活化或 钝化
生长抑制
干扰所以代 谢过程
• 一般认为 ， Ca+可以介导盐胁迫信号，调节植物体 内离 子平衡，减少Na+吸收和减少Na+／K+，使植物 适应盐胁迫 。
• 细胞膜的完整性和质膜透性的维持，取决于其 内一 价离子( Na+ ，K+ ) 和二价离子 (Ca+ ) 之间的平衡 ， 这是由于盐胁迫下Na+ 将质膜Ca+取代引起细胞内Ca+ 外 流 ，影响了胞质中Ca+ 含量，因此，施钙能减少 脂肪酸不饱和指数，使膜脂分子结合较紧密而降低 膜透性，提高膜的流动性，保持细胞膜的完整性 。
• 植物可以通过增加多种蛋白质的合成来对抗盐胁迫 。这些蛋白质主要包括: 渗透素和脱水素 , 其 性质 类 似于分子伴侣。它们在保持蛋白质和膜结构的稳 定方面 起主要作用。
• 植物还可以通过大量合成多胺类物质( 如丁二胺和 精胺等) 来应对环境胁迫。
2. 5 激素调节
• 植物处于盐分胁迫调节下, 一些激素如脱落酸( ABA ) 、 乙烯的积累增加, 而另一些激素如生长素、 细胞分 裂素的合成减少。这说明激素在盐分胁迫反应中有着 重要作用。
1.1.2 原初间接盐害
(1) 光合作用受抑制 叶绿素被破坏。叶绿素和类胡萝卜素的生物合成受
阻，气孔关闭，使光合速率下降，影响作物产量 (2) 呼吸作用改变 低盐时促进，高盐时受到抑制，氧化磷酸化解偶联。 (3) 蛋白质合成受抑制
破坏氨基酸的合成，从而抑制蛋白质的合成，高盐 还加速其分解 (4) 积累有毒物质 盐胁迫使植物体内积累有毒的代谢产物
盐胁迫所诱导养分离子吸收不平衡，主要是由于植 物在吸收矿质元素的过程中盐与各种营养元素相互竞 争，从而阻止植物对一些矿质元素的吸收而造成的。 最常见的就是由NaCl所引起的缺K。如果足够的Ca2+ 存在，有利于K+运输的高亲和性吸收系统能够更好地 运转，植物能获得足够的K和限制Na的吸收。
• 一些实验表明，Ca2+能保护膜不受Na+的毒害，维持 膜的完整性和减少细胞质K+的渗漏。盐胁迫下造成养 分不平衡的另一方面在于Cl-抑制植物对NO3-及H2PO4的吸收，其原因可能是这些阴离子之间存在着吸收竞 争性抑制作用。
盐胁迫对植物生长的影响
2.植物耐盐的分子机理
2.1.重建体内离子平衡
调控 Na+流动, 以重建体内离子平衡 ( 1 ) 减少 Na+的摄入; ( 2 ) 增加细胞内 Na+的外排; ( 3 ) 减少木质部中 Na+的负荷或在Na+到达苗之前使
Na+最大限度地返回木质部; ( 4) Na+在韧皮部中再循环排出叶茎皮层细胞; ( 5 )Na+通过分室化贮存于液泡中或贮存于苗的特定部
在逆境胁迫时含量明显增高。脯氨酸含量增加可降低 细胞渗透势，维持细胞内水分，防止水分亏缺，还保 护酶类和细胞结构，清楚细胞内自由基，调节细胞PH 值。
2.2.2 甜菜碱 • 逆境条件下，甜菜碱可作为相容性、无毒的细胞质渗
透剂，用于平衡液泡中高浓度的盐分，避免细胞质脱 水。甜菜碱的生物合成是在叶绿体内完成的
2. 6 Ca2+ 信号系统
• Ca2+不仅是植物必需的矿质营养元素之一 ，而且同 时作为 激素和 环境信号传导的第二信使 ，K+与作为 胞内信号使的钙调蛋白结合，调节植物体的许多生理 代 谢过程。尤其在环境胁迫下，钙和钙调素参与胁 迫信号的感受、传递、响应与表达，提高植物的抗逆 性。
1.2、次生伤害
（1）水分亏缺
土壤盐分过多使植物根际土壤溶液渗透势降低， 使 植 物 处 于 水逆境 ， 导 致 吸水困难，处于生理干旱状态。 一般植物在土壤盐分超过0.2%～0.5%时出现吸水困难 ，盐分高于0.4%时植物体内水分易外渗，生长速率显 著下降，甚至导致植物死亡
（2）养分离子吸收不平衡
植物盐胁迫响应及耐盐的分 子机制
目录
1 植物与盐胁迫 2 植物耐盐的分子机制 3 提高植物抗盐性的途径
聚盐植物
稀盐植物
一、植物与盐胁迫
• 盐害：土壤中盐分过多，危害植物的正常生长。 • 一般来说，当土壤中的盐浓度足以使土壤水势显著
降低（降低0.05～0.1 MPa）时，即被认为是盐害。 • 次生盐害是由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步
• 此外，外源钙在减缓盐胁迫方面Baidu Nhomakorabea促进植株生长方 面有着非常重 要的作用 。
2. 3 清除细胞内的活性氧
• 植物体内活性氧( ROS ) 的清除主要依靠酶促清除 系统。在植物的酶促清除系统中, 超氧化物歧化酶( SOD) 是主要的活性氧清除酶系
• 叶绿体抗坏血酸 POD 主要清除米勒反应产生的 H2O2 , 而过氧化氢酶（CAT）主要清除光呼吸中产 生的H2O2
2. 4 增加合成抗盐胁迫蛋白质和多胺类物质
其他脱水 效应
1.1、原初伤害
1.1.1原初直接盐害
(1)离子毒害 膜所结合的离子中Na+/Ca2+比增加，膜结构完整性及膜功
能受到破坏，细胞Ｋ+/Na+下降，不利于离子运输
(2)活性氧伤害 在盐胁迫等逆境条件下，植物体内活性氧代谢系统
的平衡受到影响 ， 细胞物质交换平衡破坏，进而导致 一系列生理生化代谢紊乱，使植物受到伤害。
位( 如髓细胞或老叶中) ( 6) 分泌到叶的表面
2. 2 合成和积累渗透保护物质
• 植物在胞质中合成和积累渗透保护物质, 有利于对抗 由于 Na+积累造成的渗透胁迫，这些积累在胞质中的 物质既能维持胞质渗透势, 又能保持蛋白质空间结构 、 清除细胞内活性氧。
2.2.1 脯氨酸 • 许多植物在正常条件下，体内游离脯氨酸含量低，但
下降，从而对植物产生渗透胁迫。另外，由于离子 间的竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰 植物的新陈代谢。
盐害
原初盐害
次生盐害
直接盐害
间接盐害
（质膜变化） （代谢变化）
渗透效应
营养缺乏
透性或运 输变化
增大蛋白质疏 水性和降低蛋 白质静电强度
降低彭压
离子外渗
酶活化或 钝化
生长抑制
干扰所以代 谢过程
• 一般认为 ， Ca+可以介导盐胁迫信号，调节植物体 内离 子平衡，减少Na+吸收和减少Na+／K+，使植物 适应盐胁迫 。
• 细胞膜的完整性和质膜透性的维持，取决于其 内一 价离子( Na+ ，K+ ) 和二价离子 (Ca+ ) 之间的平衡 ， 这是由于盐胁迫下Na+ 将质膜Ca+取代引起细胞内Ca+ 外 流 ，影响了胞质中Ca+ 含量，因此，施钙能减少 脂肪酸不饱和指数，使膜脂分子结合较紧密而降低 膜透性，提高膜的流动性，保持细胞膜的完整性 。
• 植物可以通过增加多种蛋白质的合成来对抗盐胁迫 。这些蛋白质主要包括: 渗透素和脱水素 , 其 性质 类 似于分子伴侣。它们在保持蛋白质和膜结构的稳 定方面 起主要作用。
• 植物还可以通过大量合成多胺类物质( 如丁二胺和 精胺等) 来应对环境胁迫。
2. 5 激素调节
• 植物处于盐分胁迫调节下, 一些激素如脱落酸( ABA ) 、 乙烯的积累增加, 而另一些激素如生长素、 细胞分 裂素的合成减少。这说明激素在盐分胁迫反应中有着 重要作用。
1.1.2 原初间接盐害
(1) 光合作用受抑制 叶绿素被破坏。叶绿素和类胡萝卜素的生物合成受
阻，气孔关闭，使光合速率下降，影响作物产量 (2) 呼吸作用改变 低盐时促进，高盐时受到抑制，氧化磷酸化解偶联。 (3) 蛋白质合成受抑制
破坏氨基酸的合成，从而抑制蛋白质的合成，高盐 还加速其分解 (4) 积累有毒物质 盐胁迫使植物体内积累有毒的代谢产物
盐胁迫所诱导养分离子吸收不平衡，主要是由于植 物在吸收矿质元素的过程中盐与各种营养元素相互竞 争，从而阻止植物对一些矿质元素的吸收而造成的。 最常见的就是由NaCl所引起的缺K。如果足够的Ca2+ 存在，有利于K+运输的高亲和性吸收系统能够更好地 运转，植物能获得足够的K和限制Na的吸收。
• 一些实验表明，Ca2+能保护膜不受Na+的毒害，维持 膜的完整性和减少细胞质K+的渗漏。盐胁迫下造成养 分不平衡的另一方面在于Cl-抑制植物对NO3-及H2PO4的吸收，其原因可能是这些阴离子之间存在着吸收竞 争性抑制作用。
盐胁迫对植物生长的影响
2.植物耐盐的分子机理
2.1.重建体内离子平衡
调控 Na+流动, 以重建体内离子平衡 ( 1 ) 减少 Na+的摄入; ( 2 ) 增加细胞内 Na+的外排; ( 3 ) 减少木质部中 Na+的负荷或在Na+到达苗之前使
Na+最大限度地返回木质部; ( 4) Na+在韧皮部中再循环排出叶茎皮层细胞; ( 5 )Na+通过分室化贮存于液泡中或贮存于苗的特定部
在逆境胁迫时含量明显增高。脯氨酸含量增加可降低 细胞渗透势，维持细胞内水分，防止水分亏缺，还保 护酶类和细胞结构，清楚细胞内自由基，调节细胞PH 值。
2.2.2 甜菜碱 • 逆境条件下，甜菜碱可作为相容性、无毒的细胞质渗
透剂，用于平衡液泡中高浓度的盐分，避免细胞质脱 水。甜菜碱的生物合成是在叶绿体内完成的