盐生植物及其开发利用

当前,研究盐生植物的抗盐机理,开发抗盐碱种质资源是一个全球性热点。对盐胁迫对植物的危害、盐生植物的种类及盐生植物的开发利用等方面进行概述,以期为盐生植物的开发利用和进一步研究提供参考。     

植物耐盐性研究进展

本文以植物对盐分的吸收、运输、分配及其调节为中心,从整体、器官、细胞和分子等不同层次上,概述近年来有关植物盐害和耐盐机理的研究进展,降低地上部盐分含量和提高细胞耐盐性的形态、结构及生理基础。同时,介绍了抗盐遗传工程的研究近况。     

艾比湖湿地自然保护区盐生植物的水分利用效率

测定了艾比湖湿地自然保护区3类盐生植物叶片的δ13C及叶片中主要生理指标,结果表明:所调查的3类盐生植物全部属于C3植物;3类盐生植物的δ13C平均值和水分利用效率差异不显著;在3类盐生植物中,稀盐型植物的吸收水分和叶片储水能力最强,而泌盐型植物对盐分胁迫的抗逆能力最大;水分的亏缺导致3种盐生植物叶片的δ13C值、叶片蛋白质、脯氨酸、可溶性糖含量、硝态氮和硝酸还原酶等下降;盐分环境未对泌盐、拒盐类植物产生胁迫性影响,但对于稀盐型植物产生了影响。     

盐生植物种子萌发对环境的适应对策

盐生环境是一种严峻的胁迫环境,对植物的生长、发育、繁殖等生活史的各阶段都产生着重要的影响。盐生植物是生长在盐渍土壤上的一类天然植物区系,它们在长期的进化过程中形成了一系列适应盐生生境的特殊生存策略。一般情况下,盐生植物种子对环境的适应能力,是植物对盐生环境适应性的重要体现;而植物发育早期对盐度的适应能力又是决定物种分布和群落组成的关键因素。在对国内外相关文献进行分析归纳的基础上,从盐分对种子萌发的影响机理及植物种子萌发对盐生环境的适应对策两个方面综述了植物种子休眠萌发与盐生环境的关系。     

盐胁迫下3种滨海盐生植物的根系生长和分布

我国广大滨海地区的盐土上发育着大量的盐生植物,这些植物的根系对维持土壤稳定性,减小风蚀和水蚀具有重要作用。在水培条件下,针对碱蓬、盐角草和盐地碱蓬3种滨海盐生植物,研究它们在不同盐浓度条件下根系分布的差异。结果表明:一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大。在同样盐浓度下,盐地碱蓬的生长最快,生物量也最大。在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,盐角草增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中盐角草较碱蓬和盐地碱蓬抑制的程度轻。盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势。在水培条件下,碱蓬和盐角草的根系上、中、下部分布的较均匀,而盐地碱蓬的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响。从根系的分布特征可以推断:盐角草比碱蓬和盐地碱蓬具有较强的抗盐性和耐瘠薄能力;碱蓬的耐盐能力较其它两种植物差,盐角草的耐盐性最强。根据3种滨海盐生植物的根系生长和分布特征,证明这3种植物的根系分属于2种功能型,碱蓬是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根系功能型。根系分布的参数表明3种滨海盐生植物中盐地碱蓬是用来加强土壤稳定性最好的植物。     

红树植物耐盐机理研究进展

从形态、生理生化和分子水平综述了红树植物的耐盐机理。红树植物具有盐腺、叶片肉质化等形态特征,通过离子选择性积累、盐分区域化、泌盐和拒盐等机制降低体内的盐分浓度,积累或合成渗透调节物质（主要是松醇和甘露醇）来维持渗透平衡,增强抗氧化系统以清除活性氧。在分子水平上,红树植物的耐盐能力与参与合成渗透调节物质关键酶和抗氧化酶等基因的表达相关。     

新疆典型盐生植物营养器官盐分积累与生态化学计量特征

对盐生植物体内器官盐分积累和碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的研究,有助于了解盐生植物养分、盐分的分配机制和其对盐渍环境的适应策略。该文选择新疆4种典型的真盐生植物(3种灌木植物:盐节木(Halocnemum strobilaceum)、小叶碱蓬(Suaeda microphylla)、盐爪爪(Kalidium foliatum),1种草本植物:盐角草(Salicornia europaea)为研究对象,对比研究了它们的根、茎、叶中的盐分积累和C、N、P化学计量特征以及二者间的相关性。结果显示:1)在生长旺盛期,4种盐生植物体内盐分积累可形成"盐岛"效应(Na~+、Cl–和电导率随盐离子从植物根部向顶端运输过程呈显著增加的趋势)。2)4种盐生植物中灌木群落的生长主要受到P的限制;草本群落的生长受N和P(偏P)共同限制。3)器官、物种和二者的交互作用均能影响盐生植物的盐分(除Mg2~+外)特征和C、N、P生态化学计量特征。4)4种盐生植物C与N、P之间显著负相关,N与P之间显著正相关。5)盐生植物体内总盐分、Na~+和K~+与N、N:P之间呈显著正相关关系,与C、C:N、C:P之间呈显著负相关关系,而K~+和CO32–与P之间却显著正相关。盐生植物体内盐分和养分在应对盐渍环境上存在一定的相互促进关系,增施N肥有助于盐生植物对氯化物盐渍土的脱盐。这些发现为了解盐渍生境中盐生植物的生理生态适应及盐渍土的改良提供一定的理论依据。     

盐生植物根冠区土壤盐分变化的初步研究

对植物根冠区土壤盐分和盐分组成的变化规律的研究表明,盐生草本植物根际土盐分有降低趋势,27个采样点中仅有7个样点根际土盐分是增加的;盐生灌木根冠区土壤盐分的变化与植株生长状况有关,幼龄树和生长旺盛的灌木根冠区盐分变化不明显,根际土盐分甚至略有下降,随着生长势的衰弱,根际土、冠下土和边缘土均表现出土壤盐分的增加,增加最明显的地带为树冠边缘。根冠区有逐渐形成“盐分岛”的趋势。盐生灌木具有生物积盐作用。稀盐盐生植物和泌盐盐生植物根冠区Na^+／K^+比均呈降低趋势,53个采样点中仅有14个采样点的根际土Na^+／K^+比高于背景土,在31个冠下土采样点中仅有10个采样点的冠下土Na^+／K^+比提高,但柽柳、白刺生长衰弱后边缘土Na^+／K^+比有回升趋势;拒盐盐生植物芦苇根际土Na^+／K^+比则有增加趋势,4个采样点中有3个采样点根际土Na^+／K^+比提高,SO4^-2／Cl^-比的变化在稀盐盐生植物、泌盐盐生植物和拒盐盐生植物间存在差异,稀盐盐生草本植物16个采样点中有10个样点根际土SO4^-2／Cl^-比增加,但稀盐盐生灌木根际土、冠下土SO4^-2／Cl^-比降低,边缘土增加;SO4^-2／Cl^-比在泌盐盐生植物根际土、冠下土和边缘土中均呈明显的降低趋势,20个根际土采样点中仅3个采样点SO4^-2／Cl^-比提高,13个冠下土采样点中只有1个采样点SO4^-2／Cl^-比提高,边缘土SO4^-2／Cl^-比在3个采样点中全部降低;拒盐盐生植物芦苇根际土SO4^-2/Cl^-比变化不明显。     

荒漠盐生植物根际土壤盐分和养分特征

中国西北地区是我国干旱、盐碱化土壤分布面积较广、土壤积盐较重的地区,这里发育着丰富的盐生植物。目前对于干旱荒漠区盐生植物根际特征的研究相对较少,而不同盐生植物的根际特征对于研究盐生植物适应盐渍环境的机制有着重要意义。本研究利采用盆栽根袋法对7种不同类型的荒漠盐生植物的根际盐分和养分特征进行了初步探索。结果表明:盐分在盐生植物根际发生富集,稀盐盐生植物和泌盐盐生植物根际土壤中总盐和8种主要盐分离子的含量都有所增加,而在拒盐盐生植物根际中增加不显著,其中Cl-和Na 的富集程度相对其它6种离子的富集程度要高。稀盐盐生植物和泌盐盐生植物根际土中的SO42-/Cl-比土体有显著的降低,表明在稀盐盐生植物和泌盐盐生植物根际土壤中Cl-的富集程度比SO42-高,拒盐盐生植物根际土盐分SO42-/Cl-比略有提高。7种盐生植物根际土中的Na /K ,Na /Ca2 ,Na /Mg2 比均较土体有显著的增加,芦苇根际土中的增加最小。在所有研究植物中,根际土壤中全N含量比土体的含量高,但全P和全K含量却比土体的含量低;根际土壤中有效态养分的变化则与全态相反,根际土壤中的有效N含量比土体中的都显著降低,除芦苇外,其他六种盐生植物根际土壤中有效P和有效K的含量都高于土体,但有效P的富集不及有效K富集的程度高。在研究的七种植物中,钠猪毛菜根际土壤的有效N亏缺量最高,有效P和速效K富集也最少。7种植物,尤其是稀盐盐生植物和泌盐盐生植物的地上部分的主要盐离子含量比地下部分高,如Cl-、Na 、Ca2 和K ,在根际富集程度最高的Cl-和Na ,在植株的地上部分也增加的最多。     

植物耐盐相关基因克隆与转化研究进展

土地盐渍化是农作物产量降低的一个重要因素。从盐分对植物的伤害、植物耐盐的机理、耐盐相关基因的克隆及转耐盐基因植物等方面论述了植物的耐盐机理及转耐盐基因植物的研究现状,分析了耐盐性状的复杂性,并对前景进行了展望。     

丛枝菌根真菌提高植物抗逆性的效应及其机制研究进展

丛枝菌根（arbuscularmycorrhizal,AM）真菌是土壤中重要的生物成员之一,对植物具有多种有益效应。AM真菌的基本功能之一是增强植物的抗逆性,在全球气候变化的今天尤其重要。本文总结了AM真菌降低温度胁迫、水分胁迫、盐胁迫、重金属胁迫、病虫害、以及杂草对植物造成的危害和提高植物抗逆性的效应;阐述了AM真菌提高植物抗逆性的作用机制;并讨论了当前该领域研究存在的难题及今后的展望。旨在为探讨提高植物抗逆性策略与途径提供参考。     

植物抗盐胁迫研究进展

盐胁迫严重制约了农业生产，解析盐胁迫机理受到关注。随着抑制消减杂交和基因表达序列分析等大规模表达基因鉴定技术在抗盐研究中的应用，盐碱胁迫下功能基因的获得量迅速增加。综述了近年来在酵母、拟南芥、水稻等生物上利用基因芯片等方法进行抗盐机理研究取得的成果，并介绍了结合系统生物学的方法进行抗盐研究取得的进展，以及植物抗盐胁迫研究的发展前景。     

Physiological and molecular mechanisms of plant salt tolerance

Salt tolerance is an important economic trait for crops growing in both irrigated fields and marginal lands. The plant kingdom contains plant species that possess highly distinctive capacities for salt tolerance as a result of evolutionary adaptation to their environments. Yet, the cellular mechanisms contributing to salt tolerance seem to be conserved to some extent in plants although some highly salt-tolerant plants have unique structures that can actively excrete salts. In this review, we begin by summarizing the research in Arabidopsis with a focus on the findings of three membrane transporters that are important for salt tolerance: SOS1, AtHKT1, and AtNHX1. We then review the recent studies in salt tolerance in crops and halophytes. Molecular and physiological mechanisms of salt tolerance in plants revealed by the studies in the model plant, crops, and halophytes are emphasized. Utilization of the Na⁺ transporters to improve salt tolerance in plants is also summarized. Perspectives are provided at the end of this review.     

烟草内生菌资源及其应用研究进展

烟草内生菌广泛分布于烟草根、茎、叶及种子中,具有丰富的生物多样性。研究发现感染内生菌的烟草往往具有生长迅速、抗病虫害能力强、亚硝胺类物质含量低等优势,总体上具有更强的生存竞争力和更优的品质。本文综述了烟草内生菌资源概况及其在烟草栽培中的重要作用,总结了内生菌作用机制。最后,探讨了当前烟草内生菌应用中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究回顾与展望

菌根真菌与全世界约97%的维管植物具有广泛的共生关系。大量研究结果显示菌根植物相比于非菌根植物对于干旱胁迫具有更高的耐受性,说明菌根真菌在植物抗旱过程中发挥着重要作用。本文对近年来国内外在菌根真菌协助植物抵御干旱作用机制方面的研究进行了归纳和总结,主要包括在干旱胁迫下菌根真菌对植物生理学特性的影响机制、菌根真菌提高植物抗旱性的分子机制以及菌根真菌对植物次生代谢途径的影响机制等3个方面。当前菌根真菌增强植物抗旱性的生理机制方面的研究较为深入,而其他两个方面的研究则相对薄弱。随着分子生物学技术的发展,菌根真菌增强植物抗旱性的分子机制和涉及的相关代谢通路将被进一步揭示。本文旨在呈现菌根真菌提高植物抗旱性机制的研究前沿,为菌根互作更深层次的理论研究以及功能菌剂的研发提供一定的理论参考。     

整株水平上Na+ 转运体与植物的抗盐性

植物可以利用不同的机制来维持Na+稳态, 从而增强植物的抗盐性。这些机制包括: 限制Na+的内流; 增大Na+的外排; 减少Na+向地上部分的运输; 把进入地上部分的Na+分散到特殊部分(如老叶)或通过泌盐结构排出体外或通过韧皮部的再循环回到根部。本文简要介绍整株水平上Na+转运体与植物抗盐性的研究进展。     

整株水平上Na^＋转运体与植物的抗盐性

植物可以利用不同的机制来维持Na^＋稳态，从而增强植物的抗盐性。这些机制包括：限制Na^＋的内流;增大Na^＋的外排;减少Na^＋向地上部分的运输;把进入地上部分的Na^＋分散到特殊部分（如老叶）或通过泌盐结构排出体外或通过韧皮部的再循环回到根部。本文简要介绍整株水平上Na^＋转运体与植物抗盐性的研究进展。     

植物盐胁迫应答转录因子的研究进展

盐胁迫会导致植物受到初级的渗透胁迫和离子毒害以及次级的氧化胁迫和营养胁迫,严重制约了农业生产.植物盐胁迫应答转录因子能够通过调节下游靶基因的表达减轻盐胁迫对植物造成的伤害.文中基于土壤盐渍化及其对植物的危害、转录因子在植物盐胁迫信号转导网络中的中枢调节作用,综述了盐胁迫应答转录因子参与的盐胁迫信号转导途径、通过形成同源...     

植物耐盐的分子生物学基础

植物分子水平的耐盐研究是近年的研究热点,通过综述与耐盐有关的几种重要分子的性质和作用,总结了几种与植物耐盐有关的基因以及它们在盐分胁迫下的表达和调控。