不同生境下胡杨树体离子平衡及其与土壤因子关系

为探讨胡杨适应盐渍环境的离子分布规律,揭示胡杨的耐盐生理机制,以高盐和低盐两种不同生境中的胡杨(Populus euphratica)为对象,测定其根、树干、老枝、幼枝、叶片等不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-的含量,并分析各离子吸收、运输和分配特征的差异及其与土壤因子的关系。结果表明：(1)胡杨叶片中Na⁺、Cl^-含量在高盐生境下显著低于低盐生境,K⁺含量在高盐生境下显著高于低盐生境,其他器官的各离子含量变化均不显著;胡杨老枝、幼枝、叶片的K⁺/Na⁺在高盐生境下均显著高于低盐环境、Ca²⁺/Na⁺增幅不明显;在高盐生境下,根系选择吸收K⁺能力显著低于低盐环境,但吸收Ca²⁺能力较强,且各器官对Ca²⁺、K⁺选择向上运输的能力更强。(2)在低盐环境中Na...     

高盐胁迫对罗布麻生长及离子平衡的影响

采用网室盆栽试验,研究了不同浓度NaCl（100～400 mmol·L^-1）胁迫30 d对罗布麻植株生物量积累、生长速率、根系活力、盐分和矿质离子吸收、分布等的影响.结果表明：100 mmol·L^-1 NaCl处理30 d,罗布麻植株鲜质量和生长速率显著下降,但对其干质量没有影响;随着盐度的增加,罗布麻植株干质量、鲜质量和生长速率均显著降低.100～200 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,罗布麻根系活力明显高于对照;300～400 mmol·L^-1 NaCl盐胁迫下,其活力显著降低.随着盐浓度的增加,罗布麻根、茎和叶片Na⁺含量逐渐增加、K⁺含量缓慢降低;叶片Ca²⁺、Mg²⁺含量明显降低,茎部Ca²⁺和根部Mg²⁺含量有不同程度的增加.盐胁迫明显降低了罗布麻根、茎和叶片K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺和Mg²⁺/Na⁺的比率,植株选择性吸收和运输K⁺、Ca²⁺的能力显著提高.罗布麻植株很强的拒盐能力,以及对K⁺、Ca²⁺的选择性吸收和运输是其具有高盐适应性的主要原因.     

伴生植物盐角草和星花碱蓬不同生育期几种阳离子含量变化分析

为了分析伴生植物盐角草和星花碱蓬在一个生育期内不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺及Mg²⁺含量的变化,利用火焰分光光度法和原子吸收法测定了两种植株不同发育时期的根、茎、叶中这4种阳离子含量。结果显示这两种植物根和茎中4种离子的积累趋势和叶器官中不同：Na⁺、K⁺元素含量随着植物的发育呈下降趋势,而在叶器官中则呈上升的趋势;两种植物根和茎及盐角草的叶器官中Ca²⁺、Mg²⁺元素的含量随生育期的发育呈由低到高再降低的趋势,而星花碱蓬的叶器官中这两种离子的含量则表现为由高到低再升高的趋势。两种植物除了Ca²⁺、Mg²⁺的积累趋势在两种植物间存在有差异外,其余指标的变化趋势基本一致。尤其对Na⁺的积累,两种植物Na⁺的含量占根部干重的3%左右,占茎部干重的5%左右,占叶部干重的10%左右。表明伴生植物盐角草和星花碱蓬具有改良盐碱地的良好潜能,可以作为改良盐碱地的优良种植资源。     

野皂荚对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性

以盆栽野皂荚2年生实生苗为材料,设置土壤NaCl含量分别为0.053%（CK）、0.15%、0.3%、0.45%和0.6%的盐胁迫处理,研究不同浓度盐处理对苗木生长、细胞膜透性、细胞保护酶活性以及Na⁺和K⁺分布格局的影响,探讨了其耐盐阈值和机理.结果表明：随着NaCl浓度增加,苗木生长量逐渐降低,盐害指数逐渐升高;野皂荚可忍耐的土壤含盐量为0.42%.随着NaCl浓度增加,叶片相对电导率、氧自由基产生速率和丙二醛(MDA)含量均逐渐增大;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈先上升后下降的变化趋势,在土壤含盐量0.3%或0.45%时达到峰值;高盐胁迫下,SOD、POD和CAT活性的增强可及时清除盐胁迫产生的氧自由基,进而缓解或避免膜脂过氧化作用对组织细胞的伤害.盐胁迫下根、茎、叶的Na⁺含量均逐渐增大,且呈现根>叶>茎的分布格局;K⁺含量和K⁺/Na⁺呈下降趋势,呈现叶>根>茎的分布格局;K⁺-Na⁺选择性运输系数(S_K⁺·Na⁺)随着土壤含盐量的增加逐渐升高,且叶S_K⁺·Na⁺高于茎S_K⁺·Na⁺.野皂荚耐盐机制是根系拒盐和叶片耐盐;盐胁迫下,根系Na⁺累积能力增强可控制Na⁺向地上运输以避免盐害发生,叶片K⁺选择性吸收和累积能力的显著提高可忍耐和补偿Na⁺对组织的伤害.     

磁化微咸水灌溉对欧美杨I-107离子稳态的影响

为探究微咸水磁化处理条件下植株的离子稳态特征,以欧美杨I-107一年生扦插苗为试材,于生长季节分别采用Hoagland营养液和4.0 g·L^-1 NaCl微咸水,经磁化处理后连续灌溉30 d.采用原子吸收分光光度法对叶片和根系中K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺含量进行测定,分析离子平衡系数(K)和根-叶之间的离子选择性运输系数(S_Xi,Na).结果表明: 与非盐分胁迫处理相比,盐分胁迫处理根系和叶片中Na⁺和Ca²⁺含量及S_K,Na、S_Mg,Na升高,K⁺和Mg²⁺含量、K⁺/Na⁺及S_Ca,Na降低.与非磁化微咸水灌溉处理相比,磁化微咸水灌溉处理的根系和叶片中Na⁺含量降低、K⁺含量及K⁺/Na⁺提高;根系和叶片中Ca²⁺含量降低、Mg²⁺含量提高;磁化微咸水灌溉处理中K提高,且叶片中K值显著高于根系;S_K,Na和S_Mg,Na较非磁化微咸水灌溉提高,S_Ca,Na较其降低.磁化微咸水灌溉中根系和叶片Na⁺积累量减少,K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺含量增加,且维持了较高水平的K⁺/Na⁺,这有利于植株整株水平生理代谢的调控.因此,盐分胁迫下磁化作用可通过调节离子的选择性吸收和运输来维持植株体内的离子平衡.     

滨海滩涂地带乌哺鸡竹和淡竹离子含量变化及其与生长及光合作用的关系

在沿海滩涂防护林带低盐区(0.1%)、中盐区(0.2%)和重盐区(0.4%) 3个盐分梯度下,研究了栽植10年的乌哺鸡竹和淡竹Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺含量变化及其与生长和光合作用的相关关系.结果表明: 从低盐区到重盐区,乌哺鸡竹的立竹密度和地径分别下降30.4%和28.8%,降幅低于淡竹的44.1%和31.2%;两竹种单株生物量下降,地上器官生物量降幅均显著高于地下器官;乌哺鸡竹和淡竹净光合速率(P_n)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)分别下降57.6%和67.7%、6.1%和7.4%,乌哺鸡竹耐盐能力比淡竹强.随着土壤含盐量的增大,乌哺鸡竹和淡竹各器官Na⁺含量逐渐增加,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺含量逐渐降低.两竹种根Na⁺积累较多,而地上部分K⁺含量较高.盐胁迫环境导致乌哺鸡竹根Ca²⁺含量与淡竹叶片Mg²⁺含量明显下降.两竹种的生物量、P_n、F_v/F_m与Na⁺含量呈显著负相关,与K⁺、Ca²⁺含量呈显著正相关.     

盐胁迫下外源褪黑素和Ca2+对甜瓜幼苗的缓解效应

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’为试材,利用人工气候室控制环境条件(昼/夜25/18 ℃),研究盐胁迫条件下外源褪黑素(MT)和Ca²⁺对甜瓜幼苗根系和叶片中Cl^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺离子含量,Na⁺/K⁺、 Na⁺/Ca²⁺、Na⁺/Mg²⁺值,以及H⁺-ATP酶活性、渗透调节物质积累和细胞膜质过氧化的影响.结果表明: 与对照相比,盐胁迫处理显著抑制甜瓜幼苗生长,增加根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,降低K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量.盐胁迫下,喷施外源MT或Ca²⁺处理均可以显著降低甜瓜根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,提高K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量,植株体内Na⁺/K⁺、Na⁺/Ca²⁺和 Na⁺/Mg²⁺值下降;同时也提高了根系和叶片H⁺-ATP酶活性及叶片渗透调节物质的含量,降低盐胁迫对细胞膜的伤害,表现在甜瓜叶片相对电导率和丙二醛含量降低.总之,在盐胁迫条件下,外源MT、Ca²⁺单独和复配处理均可通过提高H⁺-ATP酶活性来降低盐害离子的含量,改善甜瓜幼苗中的离子平衡,同时增加渗透调节物质的含量,降低膜质过氧化水平,从而增强其对盐胁迫的适应性,其中MT和Ca²⁺复配处理时的效果更好.复配外施 MT 和Ca²⁺在诱导甜瓜幼苗提高耐盐方面具有协同增效作用.     

盐胁迫下外源褪黑素和Ca2+对甜瓜幼苗的缓解效应

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’为试材,利用人工气候室控制环境条件(昼/夜25/18 ℃),研究盐胁迫条件下外源褪黑素(MT)和Ca²⁺对甜瓜幼苗根系和叶片中Cl^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺离子含量,Na⁺/K⁺、 Na⁺/Ca²⁺、Na⁺/Mg²⁺值,以及H⁺-ATP酶活性、渗透调节物质积累和细胞膜质过氧化的影响.结果表明: 与对照相比,盐胁迫处理显著抑制甜瓜幼苗生长,增加根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,降低K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量.盐胁迫下,喷施外源MT或Ca²⁺处理均可以显著降低甜瓜根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,提高K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量,植株体内Na⁺/K⁺、Na⁺/Ca²⁺和 Na⁺/Mg²⁺值下降;同时也提高了根系和叶片H⁺-ATP酶活性及叶片渗透调节物质的含量,降低盐胁迫对细胞膜的伤害,表现在甜瓜叶片相对电导率和丙二醛含量降低.总之,在盐胁迫条件下,外源MT、Ca²⁺单独和复配处理均可通过提高H⁺-ATP酶活性来降低盐害离子的含量,改善甜瓜幼苗中的离子平衡,同时增加渗透调节物质的含量,降低膜质过氧化水平,从而增强其对盐胁迫的适应性,其中MT和Ca²⁺复配处理时的效果更好.复配外施 MT 和Ca²⁺在诱导甜瓜幼苗提高耐盐方面具有协同增效作用.     

丛枝菌根真菌调控根系构型与矿质元素平衡提高西瓜植株耐盐性的研究

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌可通过多种途径或机制来增强植物的耐盐性,进而促进植株的生长发育。本研究在盆栽条件下设西瓜Citrullus lanatus品种‘京欣四号’幼苗接种变形球囊霉Glomus versiforme和不接种以及施加和不施加100mmol/L NaCl共4个处理,测定植株根系菌根侵染状况、根系构型及其根茎叶中钾（K）、钙（Ca）、磷（P）、钠（Na）含量、K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na和植株生长状况等。AM真菌显著增加了盐胁迫下西瓜植株总根长度、根表面积、根体积和根尖数量,改善了根系构型;促进了西瓜根系对K、Ca和P的吸收,提高了茎Ca和P含量、根系K和P含量、K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,而降低了根Na⁺含量;茎P和Na⁺、叶K和Ca的含量显著高于其他器官相应含量。典范对应分析表明,根系K含量、K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺与总根长度、主根长度、根表面积、根体积、根尖数量、根平均直径呈正相关;叶K⁺/Na⁺与主根长度呈正相关;根系Na⁺含量与根系总根长、根平均直径和根尖数量呈负相关。接种AM真菌改善了矿质元素平衡及其分配状况。盐胁迫后西瓜植株对菌根的依赖性增强。结果表明,K、Ca、P是AM真菌介导植物耐盐性的关键养分;K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺是重要的矿质元素平衡指标,接种AM真菌能调控植物根系构型和矿质元素平衡状况,从而缓解盐胁迫对西瓜生长的抑制作用,提高植株的耐盐性。     

NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO₃胁迫(300 mmol·L^-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明: 随着NaHCO₃浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na⁺含量升高,300 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na⁺的外排增加,两种滨藜净Na⁺外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K⁺含量下降,Na⁺/K⁺升高,四翅滨藜叶片K⁺含量升高,Na⁺/K⁺降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca²⁺减少,Na⁺/Ca²⁺高于对照,叶肉细胞Ca²⁺外排;两种滨藜叶Ca²⁺含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca²⁺表现为内流.在NaHCO₃胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na⁺毒害.宁夏枸杞叶片Na⁺的积累抑制了对Ca²⁺的吸收;两种滨藜Ca²⁺的内流促使细胞质中游离Ca²⁺增加,增加的细胞质\[Ca²⁺\]cyt防治质膜H⁺ ATPase去极化,限制K⁺的外排,从而维持细胞内Na⁺/K⁺的平衡,其中四翅滨藜调控Na⁺/K⁺平衡的能力较强.     

钙对盐胁迫下冰叶日中花不同器官离子含量和根部K~+、Na~+吸收的影响

以冰叶日中花(Mesembryanthemum crystallinum L.)实生苗为材料,经NaCl、NaCl+ CaCl_2、NaCl+LaCl_3处理后,利用电感耦合等离子发射光谱仪检测叶、茎、根中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,计算K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值,利用非损伤微测技术测定根尖Na~+流和K~+流,研究盐胁迫下钙在维持离子平衡中的作用。结果显示,NaCl处理后,冰叶日中花各器官中Na~+含量增加,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量降低,离子比值降低;CaCl_2处理降低了Na~+含量,提高了K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量,离子比值升高,而LaCl_3处理后的结果相反。经NaCl处理24 h后,冰叶日中花根尖Na~+和K~+明显外流,加入CaCl_2后,Na~+外流速度显著增加,K~+外流速度受到抑制,而加入LaCl_3后则降低了Na~+的外流速度,促进了K~+的外流。研究结果表明冰叶日中花受到盐胁迫后,钙参与了促进根部Na~+外排、抑制K~+外流的过程,进而保持各器官中较低的Na~+含量,表明钙在维持和调控离子平衡中起到重要作用。     

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CO₃^2-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。     

Some properties of, and the effect of temperature on the (Mg + Ca) ATPase from immature and adult rat brain

1. 1. (Mg²⁺ + Ca²⁺) ATPases of microsomal and synaptic membrane preparations from immature and adult rat brain were activated by calcium (0.1–10 μM), maximal activation was found at 3 μM. The increase in (Mg²⁺ + Ca²⁺) ATPase seen during development was greatest in the synaptic membrane preparations.

2. 2. At 37°C both Na⁺ or K⁺ at concentrations higher than 30 mM inhibited the microsomal Mg²⁺ ATPase, but the (Mg²⁺ + Ca²⁺) ATPase was stimulated by both Na⁺ and K⁺. Synaptic membrane Mg²⁺ ATPase was inhibited by concentrations higher than 100 mM K⁺; Na⁺ however stimulated this enzyme at all concentrations. Much of this Na⁺ stimulated activity was ouabain sensitive. Synaptic membrane (Mg²⁺ + Ca²⁺) ATPase was stimulated by Na⁺ or K⁺, this stimulation follows approximate saturation kinetics with an apparent K_m of 18.8 mM Na⁺ or K⁺.

3. 3. Arrhenius plots of microsomal (Mg²⁺ + Ca²⁺) ATPase were curvilinear, but two intersecting lines with a break at 20°C could be fitted. The calculated energies of activation from these lines were very similar in immature and adult preparations. The synaptic membrane preparation (adult) also gave a curvilinear plot; but two intersecting lines with a break at 25°C could be fitted to the data. These lines had slopes of 21 and 28 Kcal mole⁻¹ above and below the break, respectively. The immature preparation when made using EDTA gave a Arrhenius plot of very similar form to the adult preparation. Without EDTA however the Arrhenius plot was complex with a plateau at 25–32°C. Pretreatment with EDTA activated the synaptic membrane (Mg²⁺ + Ca²⁺) ATPase from both immature and adult brain.

Salt accumulation in vegetative organs and ecological stoichiometry characteristics in typical halophytes in Xinjiang,China

AimsStudying salt accumulation in vegetative organs and carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P) stoichiometry in halophytes contributes to understand the adaptive strategy to saline environment and the distribution mechanism of nutrients and salinity of the halophytes.MethodsFour typical dominant species, including three perennial shrubs (Halocnemum strobilaceum, Suaeda microphylla and Kalidium foliatum) and an annual herb (Salicornia europaea) were selected for analyzing the salt accumulation and C, N, P stoichiometry relationships.Important findings 1) The salt accumulation showed “salt island” effect at peak growing stage; Na⁺, Cl^- and electrical conductivity all showed significant positive trends, when salt ions were transported from the root to the shoot of 4 halophytes. 2) P was the limiting growth element of perennial shrubs, while both N and P were limiting factors for the annual herb. 3) Different organs, species and their interactions affected C, N, P stoichiometry and salt icons except Mg²⁺. 4) C was negatively correlated with N and P, but there was a significant positive correlation between N and P. 5) Electrical conductivity, Na⁺and K⁺ were positively correlated with N, N:P ratio, and negatively correlated with C, C:N and C:P ratios, and yet K⁺, CO₃^2- had significant positive correlation with P. These results implied that there were some kind of mutual promoting relationships between nutrients and salinity in halophytes in the saline environment, and fertilizing with N could promote sodium chloride desalination.