白刺对不同浓度混合盐碱胁迫的生理响应_闫永庆
盐胁迫对3种白刺渗透调节物质的影响
第1 期
武
香等: 盐胁迫对 3 种白刺渗透调节物质的影响
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刺和 齿 叶 白 刺 的 2 年 生 实 生 苗, 产 自 吉 林 白 城。 2009 年 5 月初, 将供试材料定植在 30 cm×30 cm 的 底部带托盘的塑料盆中。 定植所用基质为 V ( 腐殖 用多菌灵 质土) ∶ V( 草炭) ∶ V( 珍珠岩) = 1 ∶ 3 ∶ 1 , 进行消毒处理。 定植后进行常规管理。7 月, 选择 长势相对一致的苗木进行盐胁迫 ( NaCl ) 处理。 试 共 4 个盐浓度处理, 分别 验采用完全随机区组设计, 200 、 300 、 400 mmol / L, 3 为 100 、 以不加 NaCl 为对照, 次重复, 每个小区 10 株苗木。采取分次浇灌的施盐 方式。盐胁迫期间, 定期定量浇水, 漏于花盆托盘中 的盐溶液或水倒回盆中, 防止盐分流失。 盐胁迫处 理历时 45 d。 测定指标与方法: 盐胁迫结束后, 每小区选择长 势中等的苗木 9 株, 在 105 ℃ 下, 杀青 1 h, 然后在 80 ℃ 下烘干至恒质量, 进行称量, 测定生物量、 根冠比, 其中, 根冠比 = 地下部分干质量 / 地上部分干质量。 [12 ] 采用硫代巴比妥酸法测定 丙二醛, 采用蒽酮比色 法 法 法
亚白刺 白刺 0. 338 7a 0. 388 5a 0. 337 8a 0. 380 4a
0. 324 4ab 0. 317 9a 0. 394 7a 0. 331 2ab 0. 298 7a 0. 421 6a 0. 308 4b 0. 298 2a 0. 439 0a
注: 同列数据后标有不同字母者表示不同盐浓度处理之间差异 显著( P <0. 05 ) 。
测 定 可 溶 性 糖,采 用 考 马 斯 亮 蓝 测定可溶性蛋白, 采用磺基水杨酸比色
盐分胁迫对白刺幼苗生长及生理指标的影响
处理一直保 持在 较高活性水平 。白刺幼 苗对低浓度 ( 3 0 0 mm o ] / L以下 ) 单盐胁迫具有较好 的耐受性和适应性 , 高浓 度中性盐和混合 盐碱会抑制幼苗生长和生理代谢 , 碱性盐处理下 白刺幼苗受伤害最为严重 。 研究结果 为白刺在晋 北晋西北盐碱干旱风沙 区土壤改 良和植被恢 复中的推广应用提供依据。
k a l i a n d s i n l g e s lt a o f r d i f e r e n t c o n c e n t r a t i o n g r a d i e n t t o d e v e l o p t h e a r t i i f c i l a s i mu l a t i o n t e s t o f s l a t t o l e r a n c e o f N i t r a r i a t a n g u t o r u m
S h u o z h o u c i t v o f t h e n o r t h we s t S h a n x i a s t e s t i n g ma t e r i a l s , t h e P a p e r s e t f o u r c o n s t i t u e n t s a s n e u r t a l s a l t , a l k li a n e s lt a , mi x e d s lt a a n d a l —
s e e d l i n g s . t h e n a n ly a z e d i t s g r o w t h a n d p h y s i o l o g i e l a r e s p o n s e i n d i f e r e n t s lt a s t r e s s . ’ I 1 l e ห้องสมุดไป่ตู้r e s u l t s s h o we d t h a t t h e s e e d l i n g h e i g h t ro g w t h
《利用西伯利亚白刺Na~+-H~+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究》范文
《利用西伯利亚白刺Na~+-H~+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究》篇一利用西伯利亚白刺Na~+-H~+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究利用西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究一、引言随着全球气候变化和人类活动的影响,土壤盐渍化问题日益严重,对农业生产和生态环境造成严重威胁。
植物耐盐性的提高成为当前研究的热点之一。
杨树作为重要的造林和绿化树种,其耐盐性的提高对于改善盐碱地的生态环境和提高土地利用效率具有重要意义。
近年来,通过基因工程技术改良植物耐盐性已成为研究的重要方向。
本文旨在研究利用西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的方法及效果。
二、西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因的特性西伯利亚白刺是一种生长在盐碱地的植物,具有较高的耐盐性。
其Na+/H+逆向转运蛋白基因在植物体内起着重要的离子平衡调节作用。
该基因的表达能够使植物细胞在盐胁迫下,通过Na+/H+逆向转运的方式,将过量的钠离子排出细胞外,维持细胞内离子平衡,从而提高植物的耐盐性。
三、转基因杨树耐盐性提高的方法本研究通过将西伯利亚白刺的Na+/H+逆向转运蛋白基因导入杨树中,利用基因工程技术构建转基因杨树。
具体步骤包括:1. 提取西伯利亚白刺的Na+/H+逆向转运蛋白基因,并构建基因表达载体;2. 利用农杆菌介导法将基因表达载体导入杨树细胞中;3. 通过组织培养和筛选,获得转基因杨树植株;4. 对转基因杨树进行耐盐性检测,观察其生长状况和生理指标的变化。
四、转基因杨树耐盐性的检测与评价通过对比转基因杨树与非转基因杨树在盐胁迫下的生长状况和生理指标变化,评价转基因杨树的耐盐性。
具体包括:1. 生长状况观察:记录转基因杨树和非转基因杨树在盐胁迫下的生长情况,包括株高、生物量等指标;2. 生理指标检测:测定转基因杨树和非转基因杨树的叶片中钠离子、钾离子等离子的含量,以及相关酶活性等生理指标;3. 数据分析:对上述数据进行统计分析,比较转基因杨树和非转基因杨树的耐盐性差异。
外源GABA对西伯利亚白刺幼苗盐胁迫伤害缓解效应
1.1 试验材料 供试西伯利亚白刺种子由吉林白城市林业科
学院提供。挑选籽粒饱满,大小均一种子,用体 积分数 10% NaClO 溶液消毒 5 min,流水和蒸馏水 分别冲洗 5 次后,置于光照培养箱中。待其长至 4~ 5 片真叶时定植于花盆中,挑选长势一致一年生实 生苗,移植于纯净河沙花盆中,1/2 Hoagland 全营 养液浇灌培养。缓苗后对幼苗进行盐处理,试验 处理如表 1 所示,每个处理 3 次重复,共 18 盆。每 天同一时间喷施 5、10 mmol·L-1 GABA 溶液,以全 部叶片湿润,但无过量 GABA 溶液滴下为标准, 7 d 后取样并测定相关指标。
摘 要:为探讨外源 γ-氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺幼苗伤害缓解效应,研究不同浓度 GABA
(0~10 mmol·L-1)对 200 mmol·L-1 NaCl 胁迫下西伯利亚白刺幼苗生长、生理特性、渗透调节及 GABA 支路中关键
代谢物含量和关键酶活性的影响。结果表明,NaCl 胁迫下白刺幼苗生长指标显著下降,丙二醛(MDA)、脯氨酸
第 52 卷 第 5 期 2021 年 5 月
东北农业大学学报 Journal of Northeast Agricultural University
52(5): 34~40 May 2021
外源 GABA 对西伯利亚白刺幼苗盐胁迫伤害缓解效应
刘 威,王 贺,王 骁,赵 野,郑曌钰,肖雅楠
( 东北农业大学园艺园林学院,哈尔滨 150030 )
Alleviating effect of exogenous GABA on injury of Nitraria siberia Pall. seedlings induced by salt stress/LIU Wei, WANG He, WANG Xiao, ZHAO Ye, ZHENG
小果白刺和泡果白刺的耐盐性
小果白刺和泡果白刺的耐盐性佚名【摘要】为比较不同种类白刺的耐盐性,通过蛭石盆栽和NaCl胁迫的方法,分析了小果白刺和泡果白刺的脯氨酸、可溶性糖含量,幼苗鲜重、干重及根冠比。
结果表明:随NaCl浓度的增加,小果白刺的脯氨酸含量和可溶性糖含量持续稳定增加,显著高于对照,为对照的1.2~2.0倍;泡果白刺的两个指标均表现出急剧增加和急剧降低,在12%NaCl浓度时最高,分别为对照的2.9倍和2.2倍,显著高于对照,而在15%NaCl浓度下最低,为对照的59.7%和75.9%,显著低于对照。
小果白刺幼苗地上和地下鲜重、地下干重及根冠比在低浓度NaCl胁迫下有显著增加,分别为对照的1.4、1.5、2.4和1.9倍,在高浓度NaCl下与对照无显著差异。
NaCl胁迫使泡果白刺的幼苗鲜重、干重及根冠比显著降低。
因此,各项指标均说明泡果白刺对盐胁迫更加敏感,耐盐性不及小果白刺。
%In order to understand the salt tolerance of different species in Nitraria, the proline, soluble sugar, fresh and dry weight of seedlings and the root-shoot ratio of Nitraria sibirica Pall and Nitraria roborowskii Kom were analyzed by the treatmentof NaCl stress in pots with vermiculite medium. The results show that the proline and soluble sugar of N. sibirica increased stably and continuallyand was 1.2 to 2.0 times compared with the control, but both of them in N. roborowskii increased firstly and reduced then, and appeared sharp change. Their highest vaules in N. sibirica under 12%NaCl concentration were 2.9 times and 2.2 times compared with the control, and the lowest in N. sibirica were 59.7%and 75.9%, which were significantly less than that of the control under 15% NaCl concentration. The overground andunderground fresh weight, underground dry weight and root-shoot ratio of N. sibirica increased significantly in the low concentration of NaCl, reaching 1.4, 1.5, 2.4 and 1.9 times compared with the control, and were same as the control in the high concentration. The fresh weight and dry weight of seedlings and the root-shoot ratio of N. roborowskii reduced significantly under NaCl stress. Therefore, all indexes suggested that N. roborowskii is more sensitive to the salt stress and the salt tolerance is lower than N. sibirica.【期刊名称】《天津农学院学报》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P11-14)【关键词】白刺;耐盐性;生理指标;生长指标;盐胁迫【正文语种】中文【中图分类】Q945.78土壤盐渍化已成为世界性的资源与生态问题。
外源γ-氨基丁酸(gaba)对盐胁迫下西伯利亚白刺光合特性的影响
江苏农业学报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.)ꎬ2019ꎬ35(5):1032~1039http://www.jsnyxb.com王㊀馨ꎬ闫永庆ꎬ殷㊀媛ꎬ等.外源γ ̄氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺光合特性的影响[J].江苏农业学报ꎬ2019ꎬ35(5):1032 ̄1039.doi:10.3969/j.issn.1000 ̄4440.2019.05.005外源γ ̄氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺光合特性的影响王㊀馨ꎬ㊀闫永庆ꎬ㊀殷㊀媛ꎬ㊀刘㊀威ꎬ㊀王㊀贺ꎬ㊀季绍旭(东北农业大学园艺园林学院ꎬ黑龙江哈尔滨150030)㊀㊀摘要:㊀本研究以西伯利亚白刺为试验材料ꎬ分析了100~400mmol/LNaCl胁迫下施加不同浓度(0~15mmol/L)γ ̄氨基丁酸(GABA)对西伯利亚白刺叶片叶绿素含量(Chl)㊁净光合速率(Pn)㊁蒸腾速率(Tr)㊁气孔导度(Gs)ꎬ胞间CO2浓度(Ci)㊁PSII最大光化学效率(Fv/Fm)㊁PSII实际光化学效率(φPSII)㊁光化学淬灭系数(qP)㊁非光化学淬灭系数(NPQ)及Mg2+ ̄ATPase活性的影响ꎮ结果表明ꎬ在不施加外源GABA条件下ꎬ与对照相比ꎬ低浓度NaCl(ɤ300mmol/L)处理可提高西伯利亚白刺叶片Pn㊁Tr㊁Gsꎬ降低Ci㊁Chlꎬ同时随着NaCl浓度的增加ꎬ西伯利亚白刺叶片Fv/Fm㊁φPSII㊁qP均增加ꎬNPQ下降ꎮ在不施加外源GABA条件下ꎬ400mmol/LNaCl处理的西伯利亚白刺叶片Chl㊁Pn㊁Tr㊁Fv/Fm㊁φPSII㊁qP及Mg2+ ̄ATPase活性与对照相比均下降ꎬ而Ci㊁NPQ增加ꎮ与不施加外源GABA处理相比ꎬ施加5mmol/L㊁10mmol/LGABA对NaCl胁迫下西伯利亚白刺叶片Pn㊁Fv/Fm㊁qP有明显的促进作用ꎬ然而施加15mmol/LGABA的促进效果不明显ꎬ甚至出现不同程度的抑制ꎮ可见ꎬ与对照相比ꎬNaCl浓度ɤ300mmol/L时ꎬ施加5mmol/L㊁10mmol/L外源GABA对西伯利亚白刺Pn㊁Tr㊁Fv/Fm㊁φPSII㊁qP有明显的促进效应ꎬ当NaCl浓度>300mmol/L时ꎬ外源GABA对盐胁迫下西伯利亚白刺光合作用的促进效果不明显ꎬ甚至会抑制光合作用ꎮ关键词:㊀盐胁迫ꎻγ ̄氨基丁酸(GABA)ꎻ西伯利亚白刺ꎻ光合特性中图分类号:㊀S793.9ꎻQ945.78㊀㊀㊀文献标识码:㊀A㊀㊀㊀文章编号:㊀1000 ̄4440(2019)05 ̄1032 ̄08收稿日期:2018 ̄12 ̄01基金项目:国家自然科学基金项目(31770437)作者简介:王㊀馨(1994 ̄)ꎬ女ꎬ黑龙江牡丹江人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为植物逆境生理ꎮ(E ̄mail)1309112631@qq.com通讯作者:闫永庆ꎬ(E ̄mail)yanyongqing1966@163.comEffectofexogenousγ ̄aminobutyricacid(GABA)onphotosyntheticchar ̄acteristicsofNitrariasibiricapallundersaltstressWANGXinꎬ㊀YANYong ̄qingꎬ㊀YINYuanꎬ㊀LIUWeiꎬ㊀WANGHeꎬ㊀JIShao ̄xu(CollegeofHorticultureandLandscapeArchitectureꎬNortheastAgriculturalUniversityꎬHarbin150030ꎬChina)㊀㊀Abstract:㊀UsingNitrariasibiricaasmaterialꎬeffectsofdifferentconcentrationsofγ ̄aminobutyricacid(GABAꎬ0-15mmol/L)onchlorophyllcontent(Chl)ꎬnetphotosyntheticrate(Pn)ꎬtranspirationrate(Tr)ꎬstomatalconductance(Gs)ꎬintercellularCO2concentration(Ci)ꎬmaximalphotochemicalefficiencyofPSII(Fv/Fm)ꎬactualphotochemicalef ̄ficiencyofPSII(φPSII)ꎬphotochemicalquenchingcoefficient(qP)ꎬnon ̄photochemicalquenchingcoefficient(NPQ)andMg2+ ̄ATPaseactivityofNitrariasibiricaleavesundertheNaClstress(100-400mmol/L)wereexplored.TheresultsshowedthatundertheconditionofnoapplicationofexogenousGABAꎬthetreatmentoflowconcentrationNaCl(ɤ300mmol/L)couldincreasePnꎬTrꎬGsanddecreaseCiandChlintheleavesofNitrariasibirica.AtthesametimeꎬwiththeincreaseofNaClconcentrationꎬFv/FmꎬφPSIIꎬqPincreasedꎬwhileNPQdecreased.UndertheconditionofnoapplicationofexogenousGABAꎬChlꎬPnꎬTrꎬFv/FmꎬφPSIIꎬqPandMg2+ ̄ATPaseactivityofNitrariasibiricaleavestreatedwith400mmol/LNaCldecreasedꎬwhileCiandNPQincreased.WhentheconcentrationofGABAwas2301lessthan10mmol/LꎬexogenousGABAcouldobviouslypromotePnꎬFv/FmandqPofNitrariasibiricaleavesunderNaClstressꎬbuttheeffectof15mmol/LGABAwasnotobvious.InsummaryꎬwhentheconcentrationofNaClwaslessthan300mmol/Lꎬthetreatmentsof5mmol/LexogenousGABAand10mmol/LexogenousGABAsignificantlypromotedPnꎬTrꎬFv/FmꎬφPSIIꎬqPoftheNitrariasibirica.WhentheconcentrationofNaClwasmorethan300mmol/LꎬexogenousGABAhadnoobviouspromotingeffectonphotosynthesisofNitrariasibiricaundersaltstress.Keywords:㊀saltstressꎻγ ̄aminobutyricacid(GABA)ꎻNitrariasibiricaPallꎻphotosyntheticcharacteristics㊀㊀土壤盐渍化是作物生产中经常遇到的自然逆境ꎬ严重影响农业生产及生态环境ꎬ是全球共同面临的危机之一[1 ̄3]ꎮ据不完全统计ꎬ全世界共有3.8ˑ108hm2不同程度的盐渍化土壤ꎬ中国盐渍化和次生盐渍化的土地超过1.7ˑ105hm2[4]ꎮ随着人口增长以及可利用耕地面积的不断减少ꎬ有效利用盐碱荒地并挖掘其巨大潜力已成为重要课题ꎮ生物治盐是近年来的热点话题ꎬ也被视为解决土地盐渍化问题新的突破口ꎮγ ̄氨基丁酸(GABA)是一种天然活性物质ꎬ其生物学功能十分广泛ꎬ主要参与植物的生长发育㊁碳/氮源营养平衡㊁逆境胁迫响应和信号传递等一系列重要生命活动[5 ̄6]ꎮGABA作为一种非蛋白质氨基酸ꎬ联系着植物体内碳素和氮素两大代谢途径ꎬ被确定为一种对植物生长和发育均有重要影响的信号物质[7]ꎬ它可以对生物胁迫和非生物胁迫做出反应ꎬ并参与各种生理过程[8]ꎮ有研究结果表明ꎬ喷施外源GABA可以缓解盐胁迫下不同品种甜瓜生物量㊁叶绿素含量㊁光合参数和叶绿素荧光参数的下降ꎬ从而减轻甜瓜受到的胁迫伤害[9]ꎮ夏庆平等[10]发现ꎬ外源施加GABA处理显著提高了盐胁迫下番茄的叶绿素含量㊁气体交换参数ꎬ有利于维持较高的光系统II活性ꎮ田小磊等[11]发现ꎬ施用外源GABA可以提高盐胁迫下水稻抗氧化系统的活性ꎮ王泳超等[12]的研究结果表明ꎬ施用外源GABA可以提高盐胁迫下玉米叶片的气体交换参数ꎬ保证光合作用的有效进行ꎮ西伯利亚白刺(NitrariasibiricaPall)是蒺藜科白刺属小灌木ꎬ具有很强的耐盐㊁抗旱㊁耐贫瘠和防风固沙能力ꎬ生态作用明显ꎮ此外ꎬ白刺的果实可以食用ꎬ而且粗蛋白质和维生素C的含量较高ꎬ白刺叶片具有调节血压㊁血脂以及抗疲劳等保健功能ꎬ白刺种子中含有人体必需的脂肪酸 亚油酸和亚麻酸ꎬ能够满足全身细胞特别是脑细胞代谢更新的需求[13]ꎮ总之ꎬ白刺是一种能够改良盐碱土ꎬ提高经济效益的优良植物材料ꎮ本研究以西伯利亚白刺为试验材料ꎬ探究不同浓度GABA对盐胁迫下白刺光合特性的影响ꎬ以期为西伯利亚白刺耐盐性的深入研究奠定基础ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀试验材料的培养2016年9月14日ꎬ用高锰酸钾溶液对西伯利亚白刺种子进行消毒(72h)ꎬ然后用温水浸种24hꎬ播种于装有纯净河沙的穴盘中育苗ꎬ待幼苗长出4~5片真叶时ꎬ定植到直径为10cm的花盆中ꎬ正常浇水培养ꎮ2018年5月21日选取长势一致的实生苗ꎬ用清水浸泡去除泥土ꎬ再用蒸馏水漂洗干净ꎬ并用去离子水冲洗ꎬ移植于直径为15cm的花盆中栽培ꎬ基质为纯净河沙ꎬ每盆3株ꎬ用1/2Hoagland全营养液浇灌培养ꎬ缓苗后ꎬ进行盐胁迫处理ꎮ1.2㊀试验材料的处理对西伯利亚白刺进行处理ꎬNaCl浓度为100mmol/L㊁200mmol/L㊁300mmol/L㊁400mmol/LꎬGA ̄BA浓度为0mmol/L㊁5mmol/L㊁10mmol/L㊁15mmol/Lꎬ采取完全随机试验模式ꎬ共模拟16个NaCl和GABA的混合处理以及1个空白对照(CK)ꎬ每个处理重复3次ꎬ共51盆ꎮ所有试验组同时达到NaCl胁迫的预设浓度ꎬ之后对其喷施GABAꎬ1d200mlꎬ保证白刺叶片充分喷施GABA溶液ꎬ但无过量的GABA溶液滴下ꎬ连续喷施8dꎮ为避免盐激效应ꎬNaCl浓度以1d50mmol/L的速度增加ꎮ1.3㊀测定指标与方法叶绿素含量(Chl)的测定参照高俊凤[14]的丙酮乙醇混合法ꎬMg2+ ̄ATPase活性的测定参照蔡剑萍等[15]的方法ꎮ用便携式光合测定仪(Li ̄6400型ꎬLi ̄Cor公司产品)测定净光合速率(Pn)㊁气孔导度(Gs)㊁蒸腾速率(Tr)㊁胞间CO2浓度(Ci)ꎬ在晴朗天的上午9ʒ00-11ʒ00完成测定ꎬ将白刺叶片放入叶室中ꎬ选取白刺植株中间部分长势一致的叶片进行测定ꎬ仪器连接电脑ꎬ可得到Pn㊁Tr㊁Ci㊁Gs的读数ꎮ测定条件:光量子通3301王㊀馨等:外源γ ̄氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺光合特性的影响量密度(PPFD)为800μmol/(m2 s)ꎬ环境CO2浓度为(380ʃ10)μmol/molꎬ叶室温度25ħꎮ用荧光成像仪测定叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)㊁PSⅡ实际光化学效率(φPSII)㊁光化学淬灭系数(qP)㊁非光化学淬灭系数(NPQ)ꎬ测定前先在黑暗环境下放置30minꎬ使植株充分进行暗反应ꎬ暗反应后打开测量光进行测量ꎬ得到原初荧光(F0)ꎬ用饱和脉冲光[8000μmol/(m2 s)ꎬ0.8s]得到暗适应最大荧光(Fm)ꎬ打开作用光得到光合稳态荧光(Fs)ꎬ再次利用饱和脉冲光[8000μmol/(m2 s)ꎬ0.8s]得到光化学作用下最大荧光(Fᶄm)ꎬ关闭作用光ꎬ打开远红光ꎬ得到光适应叶片的最小荧光(Fᶄ0)ꎮ1.4㊀数据分析用Excel软件处理数据并绘图ꎬ采用SPSS23软件对数据进行显著性分析ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀外源GABA对西伯利亚白刺叶片叶绿素含量的影响㊀㊀图1显示ꎬ不同处理下的西伯利亚白刺叶片叶绿素含量(Chl)均低于对照ꎮ当NaCl浓度为400mmol/L㊁GABA浓度为0mmol/L时Chl最低ꎮ当NaCl浓度为100mmol/L㊁200mmol/LꎬGABA浓度为15mmol/L时ꎬGABA处理对NaCl胁迫下Chl下降的缓解效果最明显ꎮ当NaCl浓度为300mmol/L㊁400mmol/L时ꎬ叶片Chl在GABA浓度为10mmol/L时达到最大值ꎮ2.2㊀外源GABA对西伯利亚白刺气体交换参数的影响2.2.1㊀净光合速率㊀图2显示ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ200mmol/LNaCl处理下的Pn最大ꎬ显著高于对照(P<0 05)ꎮ当NaCl浓度为100mmol/L㊁200mmol/L和300mmol/L时ꎬ施加外源GABA会进一步提高西伯利亚白刺叶片Pnꎬ且在GABA浓度为10mmol/L时西伯利亚白刺叶片Pn达到最大值ꎬ与0mmol/LGABA处理相比分别提高了30.7%㊁14.7%和38.1%ꎮ当NaCl浓度为400mmol/L时ꎬ15mmol/L的GABA对Pn产生抑制作用ꎮ说明施用适量的外源GABA可以提高西伯利亚白刺净光合速率ꎬ当GABA浓度为10mmol/L时ꎬ对光合作用的促进效果最明显ꎮ不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图1㊀外源γ ̄氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺叶片叶绿素含量的影响Fig.1㊀Effectsofexogenousγ ̄aminobutyricacid(GABA)onthechlorophyllcontentofNitrariasibiricaundersaltstress不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图2㊀外源GABA对盐胁迫下西伯利亚白刺叶片净光合速率的影响Fig.2㊀EffectsofexogenousGABAonthenetphotosyntheticrateofN.sibiricaundersaltstress2.2.2㊀气孔导度㊀图3显示ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ300mmol/LNaCl处理下西伯利亚白刺叶片Gs达到最大值ꎮ当NaCl浓度为100mmol/L时ꎬ10mmol/LGABA处理对Gs的促进效果最明显ꎮ当NaCl浓度ȡ200mmol/L时ꎬ不同浓度GABA处理对西伯利亚白刺叶片Gs均有促进效果ꎬGABA浓度为10mmol/L时ꎬGs达到最大值ꎬ与0mmol/LGABA处理相比分别提高了19.4%㊁20.2%和32.9%ꎮ2.2.3㊀蒸腾速率㊀图4显示ꎬ随着NaCl浓度的增加ꎬ西伯利亚白刺叶片Tr总体呈先上升后下降的趋势ꎮ当GABA浓度为0mmol/L㊁NaCl浓度<300mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺叶片Tr与CK相比差异不显著ꎬ但显著高于GABA浓度为0mmol/L㊁NaCl浓4301江苏农业学报㊀2019年第35卷第5期图中不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图3㊀外源GABA对盐胁迫下西伯利亚白刺气孔导度的影响Fig.3㊀EffectsofexogenousGABAonthestomatalconductanceofN.sibiricaundersaltstress度为400mmol/L的处理(P<0 05)ꎬ说明高浓度NaCl处理会抑制西伯利亚白刺叶片Trꎮ当NaCl浓度ɤ300mmol/L时ꎬ与GABA浓度为0mmol/L处理相比ꎬ其他3个浓度GABA处理对西伯利亚白刺叶片Tr均表现为促进作用ꎬ且在GABA浓度为10mmol/L时促进效果最明显ꎮ当NaCl浓度为400mmol/L时ꎬ与CK相比ꎬ白刺Tr受到抑制ꎬ10mmol/LGABAr受到抑制的缓解效果最明显ꎮ不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图4㊀外源GABA对西伯利亚白刺蒸腾速率的影响Fig.4㊀EffectsofexogenousGABAonthetranspirationrateofN.sibiricaundersaltstress2.2.4㊀胞间CO2浓度㊀图5显示ꎬ在不施加GABA条件下ꎬ西伯利亚白刺叶片Ci值随着NaCl浓度的增加总体呈先下降后上升的趋势ꎬ当NaCl浓度为200mmol/L时ꎬCi值最低ꎬ且显著低于CK(P<0.05)ꎮ当NaCl浓度为100mmol/L时ꎬ5mmol/LGABA处理的西伯利亚白刺叶片Ci值最低ꎮ当NaCl浓度>200mmol/L时ꎬGABA浓度为10mmol/L时西伯利亚白刺叶片Ci值最低ꎬ不同浓度GABA处理间差异显著(P<0 05)ꎮ胞间CO2浓度的降低ꎬ有利于增加气孔内外的CO2浓度差ꎬ气孔吸收更多的CO2ꎬ使得光合作用变强ꎬ说明施用适当浓度的GABA不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图5㊀外源GABA对盐胁迫下西伯利亚白刺胞间CO2浓度的影响Fig.5㊀EffectsofexogenousGABAontheintercellularcarbondioxideconcentrationofN.sibiricaundersaltstress2.3㊀外源GABA对西伯利亚白刺叶绿素荧光参数的影响2.3.1㊀最大光化学效率㊀图6显示ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ200mmol/L和300mmol/LNaCl处理的Fv/Fm显著高于对照(P<0.05)ꎬ并且NaCl浓度为300mmol/L时ꎬFv/Fm达到最大值ꎮ100mmol/L㊁200mmol/L㊁300mmol/L㊁400mmol/LNaCl处理下ꎬ施加外源GABA对西伯利亚白刺叶片Fv/Fm均有促进作用ꎬ并且当GABA浓度为10mmol/L时促进效果最明显ꎬ与0mmol/LGABA处理相比ꎬ西伯利亚白刺叶片Fv/Fm分别提高了10.0%㊁10.4%㊁11.3%和9.1%ꎮ2.3.2㊀实际光化学效率㊀图7显示ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺叶片的φPSII随NaCl浓度的增加呈先上升后下降的趋势ꎬ并且400mmol/LNaCl处理的φPSII显著低于对照(P<0 05)ꎬ说明适宜浓度的NaCl处理可以提高西伯利亚白刺叶片φPSIIꎬ而高浓度的NaCl处理会抑制西伯利亚白刺叶片φPSIIꎮ当NaCl浓度为200mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺叶片φPSII随GABA浓度的增加而增加ꎬ在GABA浓度为15mmol/L时达到最大值ꎮ当NaCl浓度为100mmol/L㊁300mmol/L时ꎬ10mmol/LGABA处理下西伯利亚白刺叶片5301王㊀馨等:外源γ ̄氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺光合特性的影响不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图6㊀外源GABA对西伯利亚白刺最大光化学效率的影响Fig.6㊀EffectsofexogenousGABAonmaximalphotochemicalefficiencyofPSIIinN.sibiricaundersaltstressφPSII最高ꎬ分别比0mmol/LGABA处理的高12 9%㊁13.9%ꎮ与对照相比ꎬ400mmol/LNaCl处理下西伯利亚白刺叶片φPSII受到抑制ꎬ施用适宜浓度的GABA会缓解抑制ꎬ10mmol/LGABA处理的缓解效果最好ꎬ说明施用一定浓度的外源GABA可以提高西伯利亚白刺叶片φPSIIꎬ保证光合作用的有效进行ꎮ不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图7㊀外源GABA对西伯利亚白刺实际光化学效率的影响Fig.7㊀EffectsofexogenousGABAontheactualphotochemicalefficiencyofPSIIinN.sibiricaundersaltstress2.3.3㊀光化学淬灭系数㊀qP是对原初电子受体QA氧化态的一种量度ꎬ表示PSII反应中心开放部分的比例[16]ꎮ图8显示ꎬ在GABA浓度为0mmol/L前提下ꎬ当NaCl浓度ɤ300mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺叶片qP随NaCl浓度的增加而升高ꎬ然而当NaCl浓度为400mmol/L时qP显著低于对照ꎮ说明高浓度NaCl处理对qP有抑制作用ꎬ可能是高浓度的NaCl胁迫导致西伯利亚白刺PSII反应中心开放的比例降低ꎬ对西伯利亚白刺产生了明显的光抑制作用ꎮ当NaCl浓度相同时ꎬ与0mmol/LGABA处理相比ꎬ5mmol/L㊁10mmol/LGABA处理对西伯利亚白刺叶片qP均表现为促进作用ꎮNaCl浓度为200mmol/L时ꎬ5mmol/LGABA处理对西伯利亚白刺叶片qP的促进效果最明显ꎬNaCl浓度为100mmol/L㊁300mmol/L和400mmol/L时ꎬ10mmol/LGABA处理对西伯利亚白刺叶片qP的促进效果最明显ꎮ不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图8㊀外源GABA对西伯利亚白刺光化学淬灭系数的影响Fig.8㊀EffectsofexogenousGABAonthephotochemicalquenchingcoefficientofN.sibiricaundersaltstress2.3.4㊀非光化学淬灭系数㊀NPQ反映了PSII天线色素吸收的光能中不能用于光合电子传递ꎬ而是以热的形式耗散掉的部分[17]ꎮ图9显示ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ随着NaCl浓度的增加ꎬNPQ总体呈先降低后升高的趋势ꎬ在NaCl浓度为300mmol/L时ꎬNPQ的值降到最低ꎬ显著低于对照(P<0 05)ꎮ当NaCl浓度为100mmol/L时ꎬ5mmol/LGABA处理下西伯利亚白刺叶片NPQ最低ꎬ比0mmol/LGABA处理低12.6%ꎮ当NaCl浓度为200mmol/L时ꎬ15mmol/LGABA处理西伯利亚白刺叶片NPQ最低ꎮ当NaClȡ300mmol/Lꎬ10mmol/LGABA处理西伯利亚白刺叶片NPQ最低ꎮ2.4㊀Mg2+ ̄ATPase活性图10显示ꎬ不施加GABA情况下ꎬNaCl浓度为300mmol/L时Mg2+ ̄ATPase活性最高ꎮNaCl浓度为100mmol/L时ꎬ15mmol/LGABA处理下Mg2+ ̄AT ̄Pase活性最高ꎮ当NaCl浓度为200mmol/L㊁300mmol/L时ꎬ10mmol/LGABA处理下Mg2+ ̄ATPase活性最高ꎮ当NaCl浓度为400mmol/L时ꎬ5mmol/LGABA对西伯利亚白刺叶片Mg2+ ̄ATPase活性的促进作用最明显ꎮ6301江苏农业学报㊀2019年第35卷第5期不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图9㊀外源GABA对西伯利亚白刺非光化学淬灭系数的影响Fig.9㊀EffectsofexogenousGABAonthenon ̄photochemicalquenchingcoefficientofN.sibiricaundersaltstress不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0 05)ꎮ图10㊀外源GABA对西伯利亚白刺Mg2+ ̄ATPase活性的影响Fig.10㊀EffectsofexogenousGABAontheMg2+ ̄ATPaseactivi ̄tyofN.sibiricaundersaltstress3㊀讨论光合作用在植物生长发育中发挥重要作用ꎬ为植物生长发育提供能量和物质保障[18]ꎮ叶绿素是植物光合作用中最重要的色素ꎬ对光能的吸收㊁传递和转换起着极为重要的作用[19 ̄20]ꎮ本研究结果表明ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺叶绿素含量随NaCl浓度的增加呈先上升后下降的趋势ꎬ且始终低于对照ꎬ这与张芬等[21]的研究结果一致ꎮPn降低的原因主要包括气孔部分关闭导致的气孔限制和叶肉细胞光合活性下降导致的非气孔限制两类[22]ꎮ当Ci降低和Gs下降时ꎬ气孔因素是Pn下降的主要影响因素ꎬ当Ci升高和Gs下降时ꎬ非气孔因素是Pn下降的主要影响因素[23]ꎮ本试验结果表明ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ随着NaCl浓度的升高ꎬ西伯利亚白刺叶片的Gs先上升后下降ꎬ而Ci呈现先下降后上升的趋势ꎬ当NaCl浓度为400mmol/L时ꎬ与对照相比ꎬ西伯利亚白刺的Gs明显下降ꎬCi明显上升ꎬ表明非气孔限制是Pn降低的主要原因ꎬ这与闫永庆等[24]的研究结果一致ꎮ施加适当浓度外源GABA处理可以提高NaCl胁迫下西伯利亚白刺的Pn和Gsꎬ降低Ciꎬ表明施用适当浓度的外源GABA可以缓解NaCl胁迫下叶肉细胞光合活性的下降ꎬ维持西伯利亚白刺较高的光合效率ꎮ叶绿素荧光是植物光合作用的有效探针ꎬ通过对各种荧光参数的分析ꎬ可以得到有关光能利用途径的信息[25]ꎮFv/Fm是没有遭受环境胁迫ꎬ并经过充分暗适应的植物叶片PSII最大或者潜在的量子效率指标[26]ꎮφPSII是研究植物受到胁迫时的常用指标ꎬ反映了PSII反应中心部分关闭情况下的实际PSII光能转化效率ꎬ与碳同化的强度密切相关ꎮ本试验结果表明ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺的Fv/Fm㊁φPSII随NaCl浓度的增加呈先上升后下降的趋势ꎬ并且当NaCl浓度为400mmol/L时Fv/Fm㊁φPSII均低于对照ꎬ说明较高浓度NaCl胁迫降低了核酮糖 ̄1ꎬ5 ̄二磷酸羧化酶活性ꎬ减少了腺苷三磷酸㊁还原型辅酶II等同化力的形成[27]ꎮ适宜浓度外源GABA的施加ꎬ可以提高西伯利亚白刺的PSII最大光化学效率和PSII实际光化学效率ꎮqP反映PSII反应中心开放部分的比例ꎬqP越低ꎬPSII反应中心开放部分的比例就越低[28]ꎮ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬNaCl浓度为400mmol/L处理的qP值与对照相比显著下降ꎬ说明高浓度的NaCl处理可能导致西伯利亚白刺的光合机构及PSII活性中心受损ꎬ对西伯利亚白刺PSII反应体系造成损害ꎮ施加适当浓度的外源GABAꎬ可以提高植物的光化学淬灭系数ꎬ增加反应中心开放部分的比例ꎬ缓解植物的光抑制现象ꎬ这与罗黄颖等[29]的结论一致ꎮNPQ为非光化学猝灭系数ꎬ它反映的是PSII反应中心吸收天线色素过量光能后转换为热的能力以及光合机构的损伤程度ꎬ是一种保护机制[30]ꎮ本试验中ꎬ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬNaCl浓度为400mmol/L处理的NPQ高于对照ꎬ高浓度的NaCl胁迫使得西伯利亚白刺产生的光能大部分以热能的形式耗散ꎬ少部分用于光反应阶段ꎬ影响西伯利亚白7301王㊀馨等:外源γ ̄氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺光合特性的影响刺的光反应过程ꎮ施加适宜浓度的外源GABA降低了西伯利亚白刺NPQꎬ使得叶绿素吸收的光能小部分以热的形式耗散ꎬ提高了实际光能的利用效率ꎬ这与赵会杰等[31]的结论一致ꎮ叶绿体偶联因子ATPase是分布在叶绿体膜表面的一种复合蛋白质ꎬ包括Ca2+ ̄ATPase和Mg2+ ̄ATPaseꎬMg2+ ̄ATPase的活性较高ꎮMg2+ ̄ATPase可以参与光下催化光合磷酸化的最后一步反应ꎬ也是重要的Ca2+调节剂ꎬ它可以分解ATPꎬ从而提供能量ꎬ主动把Ca2+从胞质运输到叶绿体中ꎬ形成跨膜Ca2+梯度ꎬ缓解胞质Ca2+浓度升高对植物造成的伤害[32]ꎮ本试验不施加GABA条件下ꎬ当NaCl浓度ɤ300mmol/L时ꎬMg2+ ̄ATPase活性与CK相比有所上升ꎬ当NaCl浓度为400mmol/L时ꎬMg2+ ̄ATPase活性与CK相比有所下降ꎬ说明低浓度的NaCl可以提高Mg2+ ̄ATPase的活性ꎬ形成Ca2+跨膜梯度ꎬ把胞质中过多的Ca2+泵出胞外ꎬ避免因胞质中Ca2+浓度过高而影响西伯利亚白刺的光合磷酸化进程ꎬ进而影响西伯利亚白刺的光合作用ꎮ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ西伯利亚白刺的Pn㊁Tr㊁Fv/Fm㊁φPSII㊁qP随NaCl浓度的增加均呈现出先上升后下降的趋势ꎬ这可能是因为西伯利亚白刺是盐生植物ꎬ能耐受一定浓度NaCl胁迫ꎬ通过Na+区隔化机制ꎬ把过多的Na+泵出胞外ꎬ使得西伯利亚白刺可以耐受较高浓度的盐胁迫ꎮ当NaClɤ300mmol/L时ꎬ施加一定浓度的外源GABA(ɤ10mmol/L)ꎬ西伯利亚白刺叶片的Pn㊁Tr㊁Fv/Fm㊁φPSII㊁qP与不施加GABA处理相比ꎬ均有不同程度的增加ꎬ说明施加适量外源GABA对以上指标有促进作用ꎮ当GABA浓度为0mmol/L时ꎬ随着NaCl浓度的增加西伯利亚白刺的Ci㊁NPQ值呈先降低后升高的变化趋势ꎬ且施加适宜浓度的外源GABA时ꎬCi㊁NPQ值有所降低ꎬ说明施加一定浓度的外源GABAꎬ可以缓解盐胁迫对光合作用的破坏ꎬ从而保证植物光合作用的有效进行ꎮ参考文献:[1]㊀宁丽华ꎬ何晓兰ꎬ张大勇.大豆耐盐相关基因GmNcl1功能标记的开发及验证[J].江苏农业学报ꎬ2017ꎬ33(6):1227 ̄1234. 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盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展
1 盐碱胁迫对植物的伤害
1.1 对植物形态结构的影响 盐碱土壤对植物产生危害的主要成分是 Na盐和 Ca盐,
Na+和 Ca2+可以与 Cl-、SO42-形成中性盐,与 CO32-、HCO3- 形成碱性盐。盐碱胁迫下,所有植物的生长都会受到影响,其 中植物形态和结构受到的影响最为直观。盐碱胁迫会增加豆 类、棉花(Gossypiumspp.)叶片的叶肉厚度、表皮厚度、栅栏细 胞直径、栅栏细胞长度和海绵细胞直径 。 [14]
焦德志,赵泽龙
(齐齐哈尔大学生命科学与农林学院 /抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006)
摘要:耕地和草原的盐碱化已经成为世界环境问题之一,对农业生产和生态环境建设产生了严重威胁。盐碱胁迫 直接影响植物的形态建成和生长过程,植物会通过调节自身生理生化过程增加对逆境的忍耐度和适应性,宏观的表现 特征蕴涵着微观的基因调控机制。本文综述国内外对植物抗盐碱的研究,包括盐碱逆境对植物的伤害,主要表现为影 响植物的形态结构、植物光合作用减弱、细胞膜透性增大等;植物对盐碱逆境的响应,主要表现为合成渗透调节物质、 提高抗氧化酶活性以及诱导相关基因表达,最后对转录组学在植物抗逆性研究中的发展及应用进行展望。 关键词:盐碱胁迫;生理生化指标;基因表达调控;转录组学 中图分类号:Q945302(2019)20-0001-04
江苏农业科学 2019年第 47卷第 20期
焦德志,赵泽龙.盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展[J].江苏农业科学,2019,47(20):1-4. doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2019.20.001
唐古特白刺对NaCl胁迫的生理响应机制研究
唐古特白刺对NaCl胁迫的生理响应机制研究唐古特白刺对NaCl胁迫的生理响应机制研究引言:土壤盐碱化是目前世界上广泛存在的一种土壤退化问题,严重制约了农业的可持续发展。
其中,盐胁迫是重要的一种因素。
为了能够更好地理解植物对盐胁迫的生理响应机制,并找到相应的生物技术手段来改善植物的耐盐性,那么对唐古特白刺对NaCl胁迫的生理响应机制进行深入研究就显得至关重要。
一、唐古特白刺概括唐古特白刺(Salsola passerina L.)属于唐古特白漠植物种群成员,具有较强的耐盐性和抗旱性。
唐古特白刺是沙质土壤特有植物,在干旱和盐碱胁迫环境下仍能够良好生长。
这使唐古特白刺成为了研究盐碱胁迫响应机制的理想模式植物。
二、唐古特白刺对NaCl胁迫的形态和解剖响应在调查唐古特白刺对NaCl胁迫的形态响应时,发现在NaCl胁迫条件下,唐古特白刺的株高、根长和生物量明显降低。
唐古特白刺的根系也发生了显著的变化,主要表现为根毛的减少和根毛形态的改变。
在解剖结构上,NaCl胁迫使唐古特白刺的叶片表皮增厚,而根状茎内部细胞的液泡数量和大小增加,这些解剖响应都是唐古特白刺适应盐胁迫环境的自我保护机制。
三、唐古特白刺对NaCl胁迫的生理生化响应在研究唐古特白刺对NaCl胁迫的生理生化响应中,发现其叶绿素含量显著下降,表明其光合作用能力受到了抑制。
唐古特白刺叶片中丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高,说明其遭受了氧化胁迫。
此外,唐古特白刺的细胞保护物质如可溶性糖、脯氨酸等含量也有所增加。
这些生理生化响应表明唐古特白刺通过调节光合产物的积累和产生抗氧化酶来应对NaCl胁迫,保持离子平衡和减轻胁迫损伤。
四、唐古特白刺对NaCl胁迫的分子调控机制在研究唐古特白刺对NaCl胁迫的分子调控机制时,发现一系列基因在胁迫条件下被不同程度地调控。
这些基因参与了多个关键途径,如离子转运、抗氧化作用、活性氧清除等。
同时,唐古特白刺还具有较高的耐盐相关基因表达水平,如编码Na+/H+反转转运蛋白和抗氧化酶等基因中的表达水平明显上调。
4种盐生植物抗盐综合评价标
四种盐生植物抗盐能力的综合评价倪细炉1,岳延峰1,2,田英1,彭励1,沈效东31.种苗生物工程国家重点实验室,宁夏银川7500042.宁夏大学生命科学学院,宁夏银川7500213.宁夏林业研究所,宁夏银川750004摘要:以柽柳、白刺、芨芨草和黄花补血草为实验材料,在不同浓度NaCl胁迫下测定了各自叶绿素含量,丙二醛含量、脯氨酸含量、SOD、POD和CAT酶活性等与抗盐密切相关的生理指标,利用隶属函数发对材料进行了抗盐性综合评价,得出四种植物抗盐能力依次为:白刺>甘肃柽柳>黄花补血草>芨芨草。
关键词:盐生植物;抗盐;综合评价Comprehensive Evaluation of Salt-resistance Traits inFour HalophytesNI Xi-lu1, YUE Yan-feng1,2, tian ying1, Peng Li1*, Shen Xiao-dong31.Key National Laboratory of Seedling Bioengineering , Yinchuan , Ningxia 7500042. Ningxia University, Yinchuan , Ningxia 7500213. Ningxia forestry institute, Yinchuan , Ningxia 750004Abstract: The study was conducterd with four halophytes with different salt-sistance under NaCl conditions. 6 physiological salt resistance characteristics were measured,such as chlorophyll content, MDA content, proline content, SOD activity, CAT activity and POD activity. And a comprehensive evalution on salt resistance of four plants was given based on subordinate function values analysis. The degree of salt tolerance as follows:Tamarix chinensis>Nitraria schoberi >Limonium aureum>Achnatherum splendens.Keywords:Halophytes;Salt-resistance;Comprehensive Evaluation土壤盐渍化是人类面临的世界性难题,已成为全球范围内危害作物生长、土壤荒漠化和生态环境恶化的主要原因之一[1]。
不同盐胁迫对唐古特白刺种子萌发和幼苗生长的影响
不同盐胁迫对唐古特白刺种子萌发和幼苗生长的影响王桔红;陈文;马瑞君【期刊名称】《西北师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(050)001【摘要】为揭示唐古特白刺种子萌发、幼苗更新过程中对盐渍环境的耐受性及生态适应性,以不同浓度(0,2,4,6,12,18,28,36 g·L-1)的盐溶液(NaCl,MgSO4,盐渍土壤)处理河西走廊中部荒漠地带唐古特白刺(Nitraria tangutorum)种子,研究不同盐对种子吸水、萌发和幼苗生长的影响.结果表明,唐古特白刺种子萌发期对不同盐的耐受性不同,随NaCl、MgSO4浓度的升高,种子萌发率呈现不同程度的降低,盐渍土壤溶液对萌发率影响较小.唐古特白刺幼苗的伤害度随NaCl和MgSO4浓度的升高而加大,6 g·L 1 NaCl,2 g·L 1和6 g·L-1 MgSO4的胁迫下伤害度达到最大,三种盐对种子萌发和幼苗生长的抑制、伤害效应依次是NaCl> MgSO4>盐渍土壤.种子萌发可耐受的NaCl和MgSO4胁迫临界阈值分别为6 g·L-1和28 g·L-1,幼苗可耐受的NaCl和MgSO4胁迫临界阈值分别为6 g·L-1和12 g·L-1.在轻度盐渍化的生境,唐古特白刺种子能正常萌发,重度盐渍化土壤不利于种子萌发和幼苗建植.破除种子的休眠、土壤保墒和低盐渍化土地种植,是保证唐古特白刺种子萌发、幼苗存活和建植的关键.【总页数】6页(P92-97)【作者】王桔红;陈文;马瑞君【作者单位】韩山师范学院生物学系,广东潮州 521041;韩山师范学院地理与旅游管理系,广东潮州 521041;韩山师范学院生物学系,广东潮州 521041【正文语种】中文【中图分类】S512.1+2【相关文献】1.不同种类盐胁迫对绿豆种子萌发及幼苗生长的影响 [J], 王丽艳;杨帆;李睿瑞;渠凤甜;李佳欣;唐金敏;荆瑞勇;郭永霞2.不同盐胁迫对长穗偃麦草种子萌发及幼苗生长的影响 [J], 徐曼; 王茜; 王奕骁; 刘冬; 王诗惠; 李志坚; 周帮伟3.油菜素内酯对不同类型盐胁迫下辣椒种子萌发及幼苗生长的影响 [J], 赵恺4.不同盐胁迫对苦豆子种子萌发及幼苗生长的影响 [J], 赵露;苗玉华;吴儒琳;魏少翀;刘振;刘桂霞5.不同钠盐胁迫对高羊茅种子萌发特性和幼苗生长的影响 [J], 左婵;杨乐;陈胜兰;张秀娟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
《唐古特白刺水孔蛋白NIP家族基因调控植物响应环境胁迫的分子机理研究》范文
《唐古特白刺水孔蛋白NIP家族基因调控植物响应环境胁迫的分子机理研究》篇一一、引言植物作为地球上最重要的生物之一,其生存环境经常受到各种环境胁迫的影响,如干旱、盐碱、寒冷等。
为了适应这些环境变化,植物进化出了一套复杂的响应机制。
近年来,随着分子生物学和基因工程技术的飞速发展,植物对环境胁迫的响应机制逐渐被揭示。
其中,唐古特白刺水孔蛋白NIP家族基因在植物响应环境胁迫的过程中发挥了重要作用。
本文旨在探讨唐古特白刺水孔蛋白NIP家族基因调控植物响应环境胁迫的分子机理。
二、唐古特白刺水孔蛋白NIP家族基因概述唐古特白刺水孔蛋白NIP家族是一类重要的植物膜蛋白家族,具有调节植物细胞内水分和溶质运输的功能。
该家族基因在植物中广泛分布,对植物的生长和发育具有重要影响。
在环境胁迫条件下,NIP家族基因的表达水平会发生显著变化,从而影响植物的适应性。
三、NIP家族基因的调控机制1. 基因表达调控:NIP家族基因的表达受多种内外因素的调控,包括光照、温度、水分等环境因素以及激素、转录因子等生物因素。
这些因素通过调控NIP家族基因的转录和翻译过程,影响其表达水平。
2. 蛋白相互作用:NIP家族蛋白与其他蛋白之间的相互作用也是调控其功能的重要方式。
例如,NIP家族蛋白与AQP(水通道蛋白)等其他膜蛋白之间的相互作用,可以影响细胞膜的通透性和水分运输效率。
3. 信号转导:在环境胁迫条件下,植物会通过一系列的信号转导途径来响应。
NIP家族基因作为信号转导途径的重要节点,可以接收并传递环境胁迫信号,从而调控相关基因的表达和植物对环境胁迫的适应性。
四、唐古特白刺水孔蛋白NIP家族基因在响应环境胁迫中的分子机理1. 干旱胁迫:在干旱条件下,NIP家族基因的表达水平会显著提高,从而促进植物细胞对水分的吸收和运输。
此外,NIP家族蛋白还可以与其他膜蛋白相互作用,提高细胞膜的通透性,进一步促进水分的运输。
2. 盐碱胁迫:盐碱胁迫会导致植物体内离子平衡失调,影响植物的正常生长。
盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展
盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展1. 引言1.1 盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的重要性盐碱胁迫是当今全球土地退化的主要原因之一,给植物生长和发育带来了严重影响。
盐碱胁迫会改变植物的形态结构,如根系长度、根毛数量和叶片形态等,导致植物生长受限。
盐碱胁迫还会引起植物内部生理生化代谢的异常,如导致细胞壁蛋白质合成减少、叶绿素含量下降、氧化还原平衡失调等,影响植物的光合作用和养分吸收利用。
植物对盐碱胁迫的反应是复杂的生物学过程,包括逆境信号识别、信号传导和激活一系列适应性反应等。
了解盐碱胁迫对植物形态和生理生化的影响以及植物如何应对这种胁迫对于揭示植物适应性机制、培育具有抗盐碱胁迫能力的新品种具有重要意义。
深入研究盐碱胁迫的影响和植物的生理生化响应机制,对于解决耕地盐碱化问题、提高农作物产量和品质具有重要的实践意义。
1.2 研究目的和意义研究目的和意义是对于本文所要探讨的课题进行界定和说明,通过明确研究目的和意义来引导整个研究的进行,使研究更加有针对性和科学性。
盐碱胁迫是全球范围内普遍存在的问题,对植物的生长和发育产生严重影响。
本研究的主要目的是深入探究盐碱胁迫对植物形态和生理生化的影响及植物响应的机制,从而为提高植物的适应性和耐盐碱能力提供理论基础和科学依据。
具体来说,本研究旨在:1. 分析盐碱胁迫对植物形态的影响,包括根、茎、叶等器官的变化及其对植物整体形态的影响;2. 探讨盐碱胁迫对植物生理生化的影响,如叶绿素含量、气孔导度、光合作用、氧化还原系统等生理生化指标的变化;3. 揭示植物响应盐碱胁迫的机制,通过分子生物学和生物化学等方法深入探讨植物应对盐碱胁迫的分子调控机制;4. 探讨影响植物对盐碱胁迫适应性的因素,包括植物自身的遗传变异、外源物质调控等因素;5. 综述植物耐盐碱胁迫的研究进展,总结目前相关领域的研究成果和进展,为未来研究提供参考和借鉴。
通过以上研究目的的实现,将有助于深入理解盐碱胁迫对植物的影响机制,为改善植物的适应性和提高产量和品质提供重要的科学依据和理论基础。
《利用西伯利亚白刺Na~+-H~+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究》范文
《利用西伯利亚白刺Na~+-H~+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究》篇一利用西伯利亚白刺Na~+-H~+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究利用西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的研究一、引言随着全球气候变化和人类活动的加剧,土壤盐渍化问题日益严重,对农业生产和生态环境造成了严重影响。
因此,提高作物的耐盐性成为农业科学研究的重要课题。
杨树作为重要的速生树种,具有生长迅速、适应性强、生态效益高等优点,但其耐盐性较差,限制了其在盐碱地区的种植。
近年来,利用基因工程技术提高杨树的耐盐性成为研究热点。
其中,西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因在提高植物耐盐性方面具有重要作用。
本研究旨在探讨利用西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因提高转基因杨树耐盐性的可能性及其作用机制。
二、西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因的特点和作用西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因是一种在盐胁迫条件下表达的基因,其编码的蛋白具有将Na+从细胞质中排出,维持细胞内离子平衡的功能。
通过表达该基因,可以增强植物的耐盐性,提高植物在盐渍环境中的生存能力。
该基因具有来源广泛、遗传稳定性好、表达效率高等优点,因此被广泛应用于植物基因工程中。
三、转基因杨树耐盐性研究方法本研究采用基因工程技术,将西伯利亚白刺Na+/H+逆向转运蛋白基因导入杨树中,通过遗传转化获得转基因杨树。
首先,提取西伯利亚白刺的基因组DNA,利用PCR技术扩增出目的基因片段。
然后,将目的基因片段与植物表达载体连接,构建重组表达载体。
最后,将重组表达载体通过农杆菌介导法导入杨树中,获得转基因杨树。
四、转基因杨树耐盐性的评价通过对转基因杨树进行盐胁迫处理,观察其生长状况、生理指标和分子机制等方面的变化,评价其耐盐性的提高程度。
具体包括以下几个方面:1. 生长状况观察:观察转基因杨树在盐胁迫条件下的生长情况,包括株高、地径、叶片颜色等指标。
植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展
植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展一、本文概述盐碱胁迫是一种常见的环境压力,对植物的生长和发育具有显著影响。
在全球气候变化和土壤盐碱化的背景下,研究植物对盐碱胁迫的响应机制显得尤为重要。
本文旨在综述近年来植物对盐碱胁迫响应机制的研究进展,以期为植物耐盐碱育种和盐碱地生态修复提供理论支持和指导。
文章首先简要介绍了盐碱胁迫对植物的影响,然后重点综述了植物在盐碱胁迫下的生理生化响应、分子机制以及耐盐碱基因工程的研究进展,最后展望了未来的研究方向和潜在的应用前景。
通过本文的综述,期望能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示,推动植物耐盐碱机制研究的深入发展。
二、盐碱胁迫对植物生理生态的影响盐碱胁迫对植物的生理生态产生了广泛而深远的影响,涉及到植物的生长、发育、光合作用、水分平衡、离子平衡以及抗氧化系统等多个方面。
盐碱胁迫对植物的生长和发育具有显著的抑制作用。
盐碱环境中的高盐浓度会导致植物细胞内外渗透压失衡,从而影响细胞的正常分裂和扩展,导致植物生长迟缓、矮小,叶片数量和大小减少。
盐碱胁迫还会影响植物根系的发育,限制其对水分和养分的吸收,进一步加剧生长抑制。
盐碱胁迫对植物的光合作用具有显著影响。
盐碱环境会导致植物叶片中的叶绿素含量下降,影响光合色素的合成和稳定性,从而降低光合效率。
盐碱胁迫还会影响植物叶片的气孔开闭和蒸腾作用,导致光合作用的原料供应不足,进一步降低光合效率。
再者,盐碱胁迫会破坏植物的水分平衡和离子平衡。
高盐浓度会导致植物细胞内的水分外渗,破坏细胞内的水分平衡,影响植物的正常生理功能。
同时,盐碱胁迫还会影响植物对离子的吸收和转运,导致细胞内离子浓度的改变,进一步影响植物的生长和发育。
盐碱胁迫还会对植物的抗氧化系统产生影响。
盐碱环境会导致植物体内活性氧(ROS)的产生增加,对植物细胞造成氧化损伤。
为了应对这种氧化压力,植物会启动其抗氧化系统,包括增加抗氧化酶的活性、合成抗氧化物质等,以清除ROS,保护细胞免受氧化损伤。
渗透胁迫下不同地理种源白刺的生理响应
摘要 : 以武 威 、 掖 、 泉 3 地 理 种 源 的 唐 古 特 白 刺 为 研 究 对 象 , 定 不 同 浓 度 P G 胁 迫 下 白刺 的 相 对 含 水 量 、 张 酒 个 测 E 丙 二 醛 、 氨 酸 、 溶 性 糖 、 溶 性 蛋 白及 抗 氧 化 酶 等 各 生 理 指 标 的 变 化 。结 果 表 明 , E 脯 可 可 P G渗 透 胁 迫 造 成 3个 种 源
迫 处理 。各 浓度分 别 于处 理 1 , 4 4 2 2 ,8和 7 2h后摘 取 叶 片进行 相 对 含水 量 (eaiew trcn e tR rlt ae o tn , WC) 丙 二 v 、
醛 ( ln i e y e MD 、 氨 酸 ( r l e P o 、 mao da h d , A) 脯 d p oi , r ) 可溶 性 糖 (ou l s g r S ) 可 溶 性蛋 白含 量 (ou l p o n s lbe u a , S 、 slbe r—
lO 0
ACT A PRA TA CU LT U RA E NI SI CA ( O11 2 )
区 , 每个 种源 区 的每个样 地 通过表 型 优株选 择来 采集 种子 。不 同地 理种 源 的地 理位 置和生 态 因子 见表 1 在 。 1 1 2 材 料处 理 .. 种源 育苗 试 验 点设 置 在武 威 市 林 基 中心温 室 。林 基 中心 位 于 1 3 1 。 3 . 1N,年 均 温 0 . 6E,8 4 。
白 刺 相 对 含 水 量 下 降 , 二 醛 积 累 , 时超 氧 化 物 歧 化 酶 活 性 上 升 , 氧 化 氢 酶 活性 先 升 后 降 及 脯 氨 酸 、 溶 性 糖 、 丙 同 过 可
盐胁迫对3种白刺种子萌发的影响及其耐盐性比较
盐胁迫对3种白刺种子萌发的影响及其耐盐性比较史滟滪;杨静慧;左凤月;徐慧洁;刘婷;龚无缺【期刊名称】《河南农业科学》【年(卷),期】2014(000)009【摘要】为了综合评价不同种类白刺的耐盐能力,比较了不同浓度NaCl胁迫对其萌发和生长的影响。
结果表明:唐古特白刺绝对发芽率高于小果白刺和泡果白刺。
唐古特白刺和泡果白刺在10 g/L NaCl下绝对发芽率最高,小果白刺在5 g/L NaCl下绝对发芽率最高。
唐古特白刺相对发芽率最高,小果白刺最低。
唐古特白刺活力指数最高,泡果白刺最低;小果白刺种子的活力指数在5~15 g/L NaCl下迅速下降,而唐古特白刺在10~20 g/L NaCl下迅速下降,泡果白刺的活力指数一直较低。
高盐胁迫会使种子萌发更晚。
通过隶属函数分析显示:萌发期3种白刺种子的耐盐性为唐古特白刺>小果白刺>泡果白刺。
唐古特白刺和小果白刺的耐盐极限浓度为2.71%、2.66%,泡果白刺为2.54%。
【总页数】5页(P124-128)【作者】史滟滪;杨静慧;左凤月;徐慧洁;刘婷;龚无缺【作者单位】天津农学院园艺园林学院,天津300384;天津农学院园艺园林学院,天津 300384;天津农学院园艺园林学院,天津 300384;天津农学院园艺园林学院,天津 300384;天津农学院园艺园林学院,天津 300384;天津农学院园艺园林学院,天津 300384【正文语种】中文【中图分类】Q945.78【相关文献】1.混合盐胁迫对水飞蓟种子萌发期耐盐性及水飞蓟宾含量的影响 [J], 刘广娜;杨祥波;胡善凯2.不同盐胁迫对唐古特白刺种子萌发和幼苗生长的影响 [J], 王桔红;陈文;马瑞君3.外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下南瓜种子萌发及耐盐性的影响 [J], 吴旭红;冯晶旻4.钠盐胁迫对5种白刺种子耐盐性影响对比分析 [J], 迪里木拉提·玉苏甫;阿尔祖古丽·图尔荪;玉苏甫·买买提;5.盐胁迫下30个多花黑麦草品种的种子萌发特性及耐盐性评价 [J], 杨春桃;王梦寒;陈艳宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
不同耐受型花生品种对盐胁迫的生理响应及其产量差异
张楠,张鹤,白百一,等.不同耐受型花生品种对盐胁迫的生理响应及其产量差异[J].沈阳农业大学学报,2024,55(2):129-137.ZHANG Nan,ZHANG He,BAI Baiyi,et al.Physiological responses and yield differences of different tolerant peanut cultivars to salt stress[J].Journal of Shenyang Agricultural University,2024,55(2):129-137.沈阳农业大学学报,2024,55(2):129-137Journal of Shenyang Agricultural Universityhttp ://DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2024.02.001收稿日期:2024-01-23基金项目:国家现代农业产业技术体系资助项目(CARS-13)第一作者:张楠(1995-),女,博士研究生,从事作物高产栽培与逆境生理研究,E-mail:*********************通信作者:史晓龙(1993-),男,博士,讲师,从事作物高产栽培与逆境生理研究,E-mail:********************.cn不同耐受型花生品种对盐胁迫的生理响应及其产量差异张楠1,张鹤1,白百一2,史晓龙1,任婧瑶1,赵新华1,于海秋1,2,赵天宏1(1.沈阳农业大学农学院,沈阳110161;2.辽宁农业职业技术学院园艺学院,辽宁营口115009)摘要:土壤盐渍化制约了植物的地理分布,耐盐品种的选择是提高盐渍化土地利用和维持盐胁迫下作物生长的重要途径。
以前期筛选试验所鉴定的耐盐花生品种[农花5号(NH5)、铁花5号(TH5)、花育25号(HY25)]和盐敏感型花生品种[铁花2号(TH2)、阜花34号(FH34)、阜花23号(FH23)]为材料,采用水培和田间产量验证的方法,测定丙二醛(MDA )含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量,探究盐胁迫下不同耐受型花生生理特性和产量的影响。
植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展
植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展王佺珍;刘倩;高娅妮;柳旭【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2017(037)016【摘要】Salinity-alkalinity stress (SAS) is one of the major abiotic stresses affecting the growth and development of plants and has been a severe problem that restricts crop production and even the development of the ecological environment.It is vital to understand the mechanisms behind the response to SAS in plants for effective reclamation and utilization of salinealkali soil.Plants vary in response to salt and alkali stresses,but salt stress has generally been the focus of numerous SAS studies.In addition,alkali stress is more severe than salt stress because of the accompanying high pH stress,which can inhibit uptake of ions and disrupt the ionic balance of cells.This article briefly describes the damage caused by these stresses and interprets the mechanisms in terms of the influences on biomass,photosynthesis,ion balance,and membrane permeability using a comprehensive summary of the advances in research on the physiological and biochemical responses to SAS.We focused on the alleviating mechanisms of plants under SAS with regard to selective ion absorption and pH balance,the synthesis of osmotic regulation substances,improvement of enzymatic antioxidant capacity,and the expression of genes relevant to SAS tolerance.Furthermore,this articleproposes five ways to cope with SAS,including the addition of exogenous substances,synergistic effects of fungi,use of biotechnological tools,SAS acclimation,and breeding cultivars for SAS tolerance.Significant progress has been made using traditional methods to improve SAStolerance,although genetic tools play a major role and comprise the direction of our further research as well.There is an urgent need to select SAStolerant varieties through biotechnological methods.The prospects for developing SAS tolerance are also discussed,with the aim of providing a reference for improving plant resistance to stresses and increasing crop yield.1) Although SAS limits crop growth and reduces agricultural productivity,it may also improve the quality of some fruits.Itis,therefore,important to determine a balance between the yield and quality of plants.It is also necessary to determine the dominant factors in salt-alkali tolerance.Some indices have been frequently used in past studies,and a breakthrough in new indices is required.2)The differentially expressed proteins detected in plants have not been completely understood.The revelation of useful information related to SAS tolerance will lead to some unexpected discoveries.In the near future,it is important to increase the tolerance of plants to SAS by using genetic engineering technologies.The importance of genes in negative regulation needs to be considered.High throughput analysis of the differences in SAS tolerance between salt-tolerant plants and saltsensitive plants may aid in determining the root causes of the differences.More economic and ecological benefits can be achieved by cultivating additional SAS-tolerantplants and exploring the beneficial effect of saline-alkali tolerant plants on saline-alkali land that requires restoration and amelioration.These analyses also provided new insights into understanding the potential tolerance systems within plants.%盐碱胁迫是制约植物生长发育的主要非生物胁迫之一,也是制约农作物生产和生态环境建设的严峻问题.研究作物的耐盐碱机理,对开发和有效利用盐碱地有重要的现实意义.许多研究将盐碱胁迫笼统称为盐胁迫,实际上这是两种不同的非生物胁迫,且碱胁迫对植物的伤害要大于盐胁迫.总结性阐述了盐碱胁迫对植物的危害.从生物量、光合作用、离子平衡和膜透性等方面分析了植物对盐碱胁迫的响应机制,并结合最新研究从多角度综述了植物的抗盐碱机理,包括合成渗透调节物质、提高抗氧化酶活性、对离子的选择性吸收及pH平衡和诱导抗盐碱相关基因表达.提出了抗盐碱性的途径,即外源物质的加入、与真菌的协同效应、利用生物技术手段、培育耐盐碱品种和抗性锻炼.最后针对植物适应盐碱逆境方面的研究进行了展望,提出了当前研究需要解决的问题和突破口,旨在为提高植物耐盐碱能力、增加作物产量提供一定的理论依据.【总页数】13页(P5565-5577)【作者】王佺珍;刘倩;高娅妮;柳旭【作者单位】西北农林科技大学,动物科技学院草业科学系,杨凌712100;西北农林科技大学,动物科技学院草业科学系,杨凌712100;西北农林科技大学,动物科技学院草业科学系,杨凌712100;西北农林科技大学,动物科技学院草业科学系,杨凌712100【正文语种】中文【相关文献】1.探析植物对盐碱胁迫的响应机制 [J], 詹振楠;纪婷2.燕麦对盐碱胁迫的响应机制及缓解措施研究进展 [J], 雷雪峰;赵宝平;刘景辉;李立军;武俊英;卢培娜3.盐碱胁迫对植物形态和生理生化影响及植物响应的研究进展 [J], 焦德志; 赵泽龙4.向日葵对盐碱胁迫的响应机制及缓解措施研究进展 [J], 张红; 王文浩; 刘文俊; 何丽芬; 闫玉星; 郑洪元5.枸杞对盐碱胁迫响应机制的研究进展 [J], 梁晓婕;王亚军;李越鲲;段淋渊因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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植物生态学报 2010, 34 (10): 1213–1219 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.10.010 Chinese Journal of Plant Ecology ——————————————————收稿日期Received: 2009-10-26 接受日期Accepted: 2010-06-12 * E-mail: yanyongqing1966@白刺对不同浓度混合盐碱胁迫的生理响应闫永庆* 刘兴亮 王 崑 樊金萍 石溪婵东北农业大学园艺学院, 哈尔滨 150030摘 要 为研究白刺(Nitratia tangutorum )对盐碱生境的适应能力, 对二年生白刺实生苗进行了20组不同盐、碱浓度的胁迫处理。
研究结果表明: 随着盐、碱浓度加大, 白刺叶片质膜所受伤害逐渐增加, 在300 mmol·L –1盐浓度下, 白刺膜透性大幅度增加, 电解质大量外渗, 质膜的选择透过性遭到破坏; 丙二醛作为膜脂过氧化的产物, 它的变化规律与质膜透性的变化规律相一致, 两者呈极显著正相关(r = 0.796); 白刺叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性随着盐胁迫浓度和pH 的增加而有不同程度的升高, 增强了清除细胞内活性氧的能力, 对膜系统起到了一定的保护作用; 线性回归分析表明对白刺生长有重要影响的4个胁迫因素的重要性排序是盐浓度> pH > [HCO 3–] > [CO 32–]。
综合各项指标, 盐浓度在300 mmol·L –1以下, pH 小于10.59时, 白刺能够较好耐受, 具有较强的耐盐碱适应能力。
关键词 混合盐碱胁迫, 质膜透性, 白刺, 保护酶活性Effect of complex saline-alkali stress on physiological parameters of Nitratia tangutorumYAN Yong-Qing *, LIU Xing-Liang, WANG Kun, FAN Jin-Ping, and SHI Xi-ChanCollege of Horticulture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, ChinaAbstractAims Our objective was to investigate the saline-alkali tolerance mechanism of Nitratia tangutorum to provide the basis for its use in saline areas in Heilongjiang Province of China and contribute to the theoretical understand-ing of urban tree species.Methods We treated seedlings of N. tangutorum to 20 kinds of mixed salt solutions with different salinities and alkalinities and examined saline-alkali stress on lipid peroxidation and enzyme activities.Important findings Injury to the plasma membrane of leaves increased with increasing salinity and alkalinity. Cell membrane permeability and electrolyte leakage of leaves were enhanced under salinity of 300 mmol·L –1. The selectivity of plasma membrane permeability was damaged. The variation of malondialdehyde lipid peroxidation as plasmalemma peroxide product was consistent with that of electrolyte leakage, which showed a significant positive correlation (r = 0.796). The activities of superoxide dismutase, peroxidase and catalase increased with both increased salinity and pH, which enhanced the ability of the active cell membrane system. Linear regression analysis showed that the significance order of four stress factors is salinity > pH > [HCO 3–] > [CO 32–]. Nitratia tangutorum had a high tolerance to complex saline-alkali stress when the salinity was < 300 mmol·L –1 and pH was < 10.59.Key words complex saline-alkali stress, membrane permeability, Nitratia tangutorum, protective enzyme activity盐碱土通常能够抑制植物的生长和发育, 导致农作物和林木产量降低。
长期以来, 人们对植物的耐盐性、盐碱地造林树种的选择、盐碱地造林绿化技术、耐盐植物的选育等问题都进行了比较深入细致的研究(胡含和王恒立, 1990; 张建锋, 1992; 白根本, 1999)。
盐碱胁迫研究表明, 盐碱地的离子成分在不同地区存在差异, 由Na 2CO 3、NaHCO 3等碱性盐所造成的土壤碱化问题可能比由NaCl 、Na 2SO 4等中性盐所造成的土壤盐化问题更加严重, 在全球大约9.6 × 109 hm 2的盐碱地中, 约有23%的盐土和37%的碱土, 碱胁迫比盐胁迫具有更大的生态破坏力, 在松嫩盐碱地中, 以Na 2CO 3和NaHCO 3为主, 兼有NaCl 和Na 2SO 4危害(杨亚军, 2006)。
随着盐碱胁迫浓度的加大, 叶片质膜所受伤害加大, 植物叶片1214 植物生态学报Chinese Journal of Plant Ecology 2010, 34 (10): 1213–1219电解质外渗率也随之增大, 同时细胞内自由基代谢平衡被破坏, 往往发生膜脂过氧化作用, 造成膜系统的损伤。
国内对杨树(Populus )、柳树(Salix )在盐胁迫下的电解质外渗率变化的研究表明, 随盐胁迫强度的增加, 相对电导率呈上升趋势(陶晶, 2002; 隋德宗, 2006)。
丙二醛(MDA)是膜脂过氧化物产物之一, 因此MDA 含量的增加既是细胞质膜受损伤的结果, 也是其受伤害的原因, MDA 的含量反映了细胞膜受伤害的程度和植物对逆境条件反应的强弱。
盐碱胁迫对一些园艺作物的影响的研究都表明, 植物膜透性和MDA 含量均随盐浓度的增大逐渐增加(王素平等, 2006; 周俊国等, 2007; 韩春梅等, 2009)。
盐碱胁迫导致植物体内积累大量的活性氧, 植物为了防御活性氧的伤害, 在进化过程中形成了一套行之有效的活性氧清除系统, 维持活性氧的动态平衡。
该系统主要包括酶促抗氧化系统和非酶促抗氧化系统, 酶促抗氧化系统主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等抗氧化酶; 非酶促抗氧化系统主要包括抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物质。
抗氧化酶活性和抗氧化物含量的高低可以反映植物体内活性氧清除能力或抗逆能力的强弱(郭艳茹和詹亚光, 2006)。
盐碱胁迫对植物的伤害因不同植物而异, 学者们已对许多植物进行了大量的研究, 但对白刺(Nitratia tangutorum )的研究较少。
白刺属(Nitraria )是蒺藜科的一个古老属, 属第三纪孑遗植物(潘晓玲等, 1999)。
迄今已有很多学者对白刺属植物进行了较为广泛的研究(李红等, 2006)。
白刺适应性强, 栽培管理粗放, 极耐盐碱, 可在土壤含盐量达2%的地域正常生长; 其根系发达, 主根明显, 沙漠地区可深达10 m 以上, 侧根可多达几十条, 水平分布一般是冠幅的4倍以上, 覆盖能力极强, 是抗盐碱的优良地被植物和防风固沙的先锋植物, 适宜公路、堤坝、铁路等边坡防护。
白刺以其优异的耐盐性和耐旱性已经被栽植于海滨盐碱地区和荒漠地区, 取得了很好的生态效益和社会效益。
白刺已经推广应用在松嫩平原的白城地区, 但在黑龙江盐碱地区尚未见栽植。
本试验在结合前人研究方法与成果的基础上, 对白刺在混合盐碱胁迫下膜质过氧化和保护酶活性的变化进行深入研究, 以期为判断白刺的耐盐能力提供依据, 为其在黑龙江盐碱地区推广, 丰富城市绿化树种提供理论基础。
1 材料和方法1.1 材料培养试验所用白刺为二年生实生苗(吉林省白城市林业科学院提供), 株高20–35 cm 。
于2008年4月定植于口径20 cm 、高20 cm 的圆形塑料花盆内, 每盆1株, 每3盆一组作为3个重复, 栽培基质为体积相同的纯净河砂, 共计21组(1组为对照)。
用Hoagland 完全营养液浇灌并在温室中培养, 待5月份叶片充分展开时进行模拟试验。
1.2 模拟盐碱设计根据黑龙江省西部盐碱地盐分组成, 并参照文献(Shi & Wang, 2005)进行人工模拟。
将两种中性盐NaCl 、Na 2SO 4和两种碱性盐NaHCO 3、Na 2CO 3按不同比例混合, 以碱性盐比例逐渐增大的顺序分成5组(分别用A 、B 、C 、D 、E 表示), 每组内又设总盐浓度为100、200、300和400 mmol·L –1 4个盐浓度梯度(分别用1、2、3、4表示), 共模拟出20个盐浓度及pH 值各不同的混合盐碱组合。
20个处理液及对照(CK)的pH 值用PHS-3BW 型pH 计(理达仪器, 上海)测定(表1)。