金鱼藻对盐碱胁迫的生理响应研究

白鹤湖作为莫莫格湿地保护区内的代表性湖泊, 正面临着盐碱化和富营养化的风险, 现存沉水植物种类稀少, 为了减缓白鹤湖盐碱化趋势, 为当地沉水植被恢复及物种多样化存续提供研究依据, 以在白鹤湖生物量相对大的金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为对象, 研究了其在不同碱度(0、7、10、17 mmol/L)和混合盐碱(盐度0.3、0.6、1、2、4 g/L, 相应碱度1.9、3.8、6.3、12.6、25.2 mmol/L)条件下的生理指标变化。结果表明, 盐度在1.5 g/L以下时, 碱度变化没有对金鱼藻造成影响, 在实验设置的碱度梯度范围内, 金鱼藻均能正常生长, 尽管金鱼藻过氧化物酶(POD)、脯氨酸等均显示出梯度变化, 但依旧能够耐受17 mmol/L以下的碱度条件。随着混合盐碱浓度的升高, 金鱼藻长势呈现由盛至衰败的趋势, 在盐度0.6 g/L、碱度3.8 mmol/L的条件下, 金鱼藻长势最好, 表现出低促高抑的效应。随着盐度升高至2 g/L、碱度12.6 mmol/L, 金鱼藻能耐受胁迫并存活一部分, 尽管此时碱度<17 mmol/L, 也有部分金鱼藻死亡, POD含量急剧升高且植株间差异较大; 当盐度升高到4 g/L、碱度达到25.2 mmol/L时, 金鱼藻21天后全部死亡。在对水培液水质的检测中发现, 混合盐碱的浓度越高, 水中氮磷的去除率越低, 两者呈负相关关系。研究结果为盐碱化湖泊的沉水植被恢复提供了一定的参考。     

根系盐胁迫对盐生植物和甜土植物的幼苗生长及矿质元素分布的影响

为了解盐胁迫对植物的影响, 研究了根系NaCl 胁迫在温室条件下对盐生植物榄仁(Terminalia catappa)和甜土植物枇杷(Eriobotrya japonica)幼苗生长、矿质元素和灰分含量的影响。结果表明:在根系盐胁迫下, 两种植物幼苗的叶片病斑多分布于中心区, 灰分含量增加, 幼苗的Na⁺-Cl^- 呈极显著的正相关关系, 盐胁迫对两种植物幼苗的5 种矿质元素(Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, Cl^-)含量影响不大, 但它们在植物中的分布发生了变化。可见, 盐生植物和甜土植物抗盐性的区别是量上的不同, 没有质的差别。     

盐生车前根液泡膜ATPase对盐胁迫的响应

用蔗糖密度梯度离心法从对照和盐处理的盐生车前根中分离出液泡膜,并对其ＡＴＰａｓｅ某些特性进行了比较研究,蔗糖连续密度梯度离心后ＮＯ＾－３敏感的ＡＴＰａｓｅ活性主要分布在２２％－３５％蔗糖浓度之间,用不连续密度梯度离心法从２２％－３５％界面收集到的膜主要源于液泡膜。因为,这种膜ＡＴＰａｓｅ活性受到Ｃｌ＾－的促进和ＮＯ＾－３的强抑制,而叠氮化钠和正钡酸钠只抑制酶活性的１０％左右,最适ｐＨ８．０。     

盐生植物海马齿耐盐的生理特性

以盐生植物海马齿为研究材料,分别用淡水、1/4海水、1/2海水、全海水浇灌15 d和30 d,研究盐生植物耐盐的生理特性和机理。海马齿植物在低于1/2的海水浇灌时,植物生长旺盛,主要表现为叶片增大和变厚,地上部分生物量增加;而全海水抑制了植物的生长。在盐胁迫下,海马齿植物中Na+的含量叶中最高,茎中含量次之,根中含量最低。长时间盐胁迫时,海马齿植物根、茎、叶中的相对含水量与淡水浇灌相比,变化不大,叶中略有增加;而脯氨酸含量显著增加,且可溶性糖的含量也比淡水浇灌的高。由此推测:海马齿植物主要以有机小分子作为渗透调节物质来维持细胞渗透压,在其耐盐中起着重要的作用。土壤中Na+的毒害,并没有减少土壤中可被植物利用的可交换K+,反而使其增加,说明海马齿植物根部对Na+的吸收能力和Na+/K+交换能力非常强。海马齿植物耐盐性强,还表现为能阻止盐胁迫对植物细胞原生质膜的氧化损伤,不破坏植物叶片内叶绿素的合成,能基本维持植物茎、叶中K+和根、茎中Mg2+的相对稳定。     

中国的盐生植物

本文主要讨论了有关中国盐生植物的五个方面的问题：(1)中国盐生植物的种类;(2)中国盐生植物的类型;(3)中国盐生植物的植被类型;(4)世界盐生植物名录中漏录的中国盐生植物;(5)中国盐生植物的经济潜势。最后还讨论了我国今后盐生植物研究方向和重点。     

中国的盐生植物

本文主要讨论了有关中国盐生植物的五个方面的问题：（１）中国盐生植物的种类；（２）中国盐生植物的类型；（３）中国盐生植物的植被类型；（４）世界盐生植物名录中漏录的中国盐生植物；（５）中国盐生植物的经济潜势。最后还讨论了我国今后盐生植物研究方向和重点。     

植物盐胁迫蛋白

本文概述了植物盐胁迫蛋白(saltstress proteins)的种类、性质、分布和可能的生理意义以及与其他逆境蛋白的联系,并介绍对植物耐盐性分子基础的探索。     

几种盐生植物抗盐生理指标的研究

研究对几种盐生植物进行了相关抗盐生理指标测定,抗盐生理指标测定结果表明：盐生植物组的功能叶中ＭＤＡ含量平均值高于非盐生植物对照组,而膜透性平均值低于对照组;盐生植物组Ｃ１＾－离子含量平均值高于对照组,可溶性糖含量平均值低于对照组,脯氨酸含量在所测３种渗透调节剂中所占比例最高,而且盐生植物组平均值高于对照组;无机渗透剂与有机渗透剂之间似有互补关系;Ｃ１＾－离子含量与肉质性存在一定正相关;盐生植物组和     

盐生植物盐爪爪的耐盐生理特性探讨

当前土壤盐渍化日益严重,是限制植物生长的一个主要环境因子,然而在盐碱自然环境中生长着许多耐盐植物,为更好地了解盐生植物的耐盐机理,该文从无机离子Na+,K+,Ca2+含量、脯氨酸水平、水势变化、丙二醛含量和盐胁迫的表型等生理参数以及半定量RT-PCR检测脯氨酸合成关键酶基因(P5CS)的表达规律等方面探讨盐胁迫下盐爪爪的耐盐特性。结果表明:(1)随着盐浓度的升高,Na+在根和肉质化的叶中显著地富集,且叶中积累的Na+比根中更多;(2)在盐胁迫条件下,随着盐浓度的增加,脯氨酸的含量和脯氨酸合成关键酶基因的表达显著地增强;(3)Na+和脯氨酸是植物有效的渗透调节剂,可使处于低水势的植物细胞仍能从细胞外高浓度的盐溶液中吸收水分;(4)在0和700 mmol·L-1Na Cl处理下,盐爪爪肉质化叶中丙二醛的含量较其它处理高,这表明植物在这两个处理下可能受到了氧化胁迫;(5)从盐胁迫3个月的生长表型来看,低盐环境中生长的盐爪爪植株的生物量更多,肉质化的叶嫩且绿。综上所述,结合对野外生境的调查和实验室长期的盐胁迫表型结果表明盐爪爪的生长是需盐的,相对低的盐浓度环境对盐爪爪的生长是顺境,而无盐或高浓度盐环境对于盐爪爪的生长来说都是逆境。该研究结果为全面深入研究盐爪爪的耐盐特性,以及更好地利用盐爪爪的生物和基因资源改良土壤和提高作物和林木的耐盐性奠定基础。     

碱地肤的生态、生理适应性及其群落特征

本文采用野外调查分析和室内实验相结合的方法,研究了碱地肤（Ｋｏｃｈｉａｓｉｅｖｅｒｓｉａｎａ）的生态、生理适应性及其组成的群落,结果表明：（１）碱地肤有一定的耐碱能力,生态幅度较窄。它与生境的关系及种群的数量调节是其生态适应性的体现。（２）碱地肤对盐碱生境的适应是由于体内具有某些生理调节功能,主要的如呼吸强度随着盐浓度升高而下降,同时ＡＴＰ含量减少;细胞膜透性随着盐浓度增高而加大,脯氨酸的积累增多。（３）碱地肤与不同植物组成多个群落,其生态优势度体现了群落种类组成的变化,反映土壤碱化程度的差异,构成羊草草地退化的一个演替系列。     

盐碱协同胁迫对向日葵抗氧化酶系统的影响

根据中国东北盐碱土壤特点,将4种盐NaCl、NaHCO3、Na2SO4和Na2CO3按不同比例混合,模拟出25种盐度和pH值各不相同的复杂盐碱条件(盐浓度为50～250 mmol/L,pH值为712～1046),并对向日葵苗进行盐碱混合胁迫处理,研究了向日葵超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)酶等抗氧化酶系统和丙二醛(MDA)的盐碱协同胁迫效应．结果表明, 向日葵抗氧化物酶活性强弱同时与盐度和碱度密切相关,3种抗氧化物酶活性对于盐浓度的反应相似,均为其含量随着盐浓度的升高开始逐渐升高然后下降,而对于pH的影响,不同酶反应结果不同．即随着pH值升高,SOD酶活性和CAT酶活性降低,而POD酶活性反应则是随着pH值升高活性也升高．双向方差分析(ANOVA)结果表明：盐碱效应对于3种酶活力的影响是显著的．其中,盐效应对POD和SOD活性的影响比pH值的影响大,而pH值对CAT活性的影响效应比盐效应大．除SOD外,盐碱效应的交互作用显著 (P<0001)．抗氧化酶系统和MDA含量两者间相关性和逐步回归分析表明,3种酶对MDA的影响效应随其强度不同呈现显著不同．其中SOD是1个主导因子,CAT 处于次位, 而POD的影响不大,甚至可以忽略．     

盐碱胁迫下碱地肤Na+/H+逆向转运蛋白基因KsNHX1表达分析

利用RACE技术得到碱地肤KsNHX1的3'cDNA序列,分子系统进化分析显示,KsNHX1为液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白编码基因.通过半定量RT-PCR检测了该基因在盐碱胁迫下的表达,结果表明:200 mmol·L-1 NaCl胁迫2～24h,KsNHX1在叶片中表达量持续增加;200 mmol·L-1 NaCl处理10 h,KsNHX1在根、茎、叶和花中的表达都上调;不同浓度NaCl处理下,叶片中KsNHX1表达上调,160 mmol·L-1时达到最高;低于400 mmol·L-1浓度下,根中该基因的表达也都上调.经不同浓度Na2CO3胁迫,根中KsNHX1的表达变化趋势与相应浓度NaCl胁迫下的变化相同;但叶片中除160 mmol·L-1 Na,CO3处理下KsNHX1表达略有上调外,其他浓度下KsNHX1的表达都低于对照.KsNHX1的表达模式暗示,在不同盐碱胁迫下,碱地肤能够维持体内相对稳定的K+/Na+,其耐盐特性可能与Na+/H+逆向转运蛋白的作用密切相关.     

濒危植物长叶红砂适应盐胁迫的生理生化机制研究

以濒危盐生植物长叶红砂(Reaumuria trigyna)幼苗为材料,研究了不同浓度NaCl溶液(0、100、200、300和400mmol/L)处理30d对其生长和生理生化指标的影响,以分析长叶红砂的耐盐生理机制。结果表明:(1)100和200mmol/L NaCl处理时,长叶红砂鲜重和干重均显著增加,但随着盐浓度继续增加,长叶红砂幼苗生长受到抑制,且地上部受到的抑制大于根部,显示长叶红砂适宜生长的NaCl浓度是200mmol/L。(2)随NaCl胁迫浓度的升高,长叶红砂的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)呈下降趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈上升趋势,说明光合速率的下降使利用CO2的能力下降,胞间积累了大量的CO2,且盐处理浓度越高量越大。(3)随NaCl胁迫浓度的升高,长叶红砂幼苗Na+、Cl-含量增加,可溶性糖、脯氨酸、游离氨基酸及可溶性蛋白等有机渗透调节物质的合成增加。研究认为,长叶红砂是通过调节叶片Na+、Cl-以及有机渗透调节物质含量来提高其耐盐能力。     

Kinetics of the Anti-oxidant Response to Salinity in the Halophyte Cakile maritima

The effects of NaCl stress on the activity of anti-oxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase (CAT),peroxidase (POD),ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase, dehydroascorbate reductase (DHAR), and glutathionereductase (GR)), anti-oxidant molecules (ascorbate and glutathione), and parameters of oxidative stress (malondialdehyde(MDA), electrolyte leakage, and H_2O_2 concentrations) were investigated in Cakile maritima, a halophyte frequent along theTunisian seashore. Seedlings were grown in the presence of salt (100, 200, and 400 mmol/L NaCI). Plants were harvestedperiodically over 20 days. Growth was maximal in the presence of 0-100 mmol/L NaCl. At 400 mmol/L NaCl, growthdecreased significantly. The salt tolerance of C. maritima, at moderate salinities, was associated with the lowest values ofthe parameters indicative of oxidative stress, namely the highest activities of POD, CAT, APX, DHAR, and GR and high tissuecontent of ascorbate and glutathione. However, prolonged exposure to high salinity resulted in a decrease in anti-oxidantactivities and high MDA content, electrolyte leakage, and H_2O_2 concentrations. These results suggest that anti-oxidantsystems participate in the tolerance of C. maritima to moderate salinities.     

盐与碱胁迫对燕麦离子平衡和有机酸含量的影响

以燕麦品种‘白燕2号’为材料,试验分别设置0、50、100、150、200 mmol/L盐胁迫(NaCl∶Na₂SO₄=5∶1)和碱胁迫(NaHCO₃∶Na₂CO₃=5∶1)处理的温室内盆栽试验,观测燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量,分析不同盐胁迫、碱胁迫对燕麦离子平衡的影响,并比较燕麦对两类胁迫的适应性差异。结果显示：(1)燕麦植株生长速率和植株含水率在低浓度(50和100 mmol/L)盐胁迫下均升高,而高浓度(150和200 mmol/L)盐胁迫下则降低;燕麦植株生长速率和植株含水率均随碱胁迫浓度增加而降低;在相同胁迫浓度下,碱胁迫对植株生长率、植株含水率的影响大于盐胁迫。(2)燕麦叶片K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、H₃PO^-₄、NO^-₃ 含量均随盐、碱浓度升高而降低,而Na⁺、Cl^-、SO^2-₄含量在盐、碱胁迫下均大幅上升;200 mmol/L盐、碱胁迫下,Na⁺ 含量分别较对照增加367.15%和518.41%,Cl^- 含量分别较对照增加785.07%和52.59%,SO^2-₄ 分别较对照增加142.01%和52.86%。(3)200 mmol/L盐、碱胁迫下,有机酸分别较对照增加74.52%和1 232.34%;碱胁迫及高浓度盐胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸和苹果酸含量均高于对照,且乌头酸是燕麦响应盐胁迫、碱胁迫的主要有机酸成分,柠檬酸和琥珀酸略有变化,而甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、草酸含量均相对较低。研究表明,碱胁迫对燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量的影响大于盐胁迫;盐胁迫与碱胁迫均引起燕麦叶片阳离子(Na⁺)大量积累,而K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、H₃PO^-₄及NO^-₃吸收受阻;燕麦叶片在盐胁迫下主要通过积累Cl^-调节叶片离子平衡,而碱胁迫下主要通过积累有机酸来调节离子平衡;有机酸是燕麦叶片响应碱胁迫的特异代谢物,其中乌头酸是其有机酸的主要成分。     

Kinetics of the Anti-oxidant Response to Salinity in the Halophyte Cakile maritima

The effects of NaCl stress on the activity of anti-oxidant enzymes （superoxide dismutase, catalase （CAT）, peroxidase （POD）, ascorbate peroxidase （APX）, monodehydroascorbate reductase, dehydroascorbate reductase （DHAR）, and glutathione reductase （GR））, anti-oxidant molecules （ascorbate and glutathione）, and parameters of oxidative stress （malondialdehyde （MDA）, electrolyte leakage, and H2O2 concentrations） were investigated in Cakile maritima, a halophyte frequent along the Tunisian seashore. Seedlings were grown in the presence of salt （100, 200, and 400 mmol/L NaCl）. Plants were harvested periodically over 20 days. Growth was maximal in the presence of 0-100 mmol/L NaCl. At 400 mmol/L NaCl, growth decreased significantly. The salt tolerance of C. maritima, at moderate salinities, was associated with the lowest values of the parameters indicative of oxidative stress, namely the highest activities of POD, CAT, APX, DHAR, and GR and high tissue content of ascorbate and glutathione. However, prolonged exposure to high salinity resulted in a decrease in anti-oxidant activities and high MDA content, electrolyte leakage, and H2O2 concentrations. These results suggest that anti-oxidant systems participate in the tolerance of C. maritima to moderate salinities.     

盐碱胁迫对枸杞幼苗生物量积累和光合作用的影响

以内陆高寒区盐碱地重要的经济树种枸杞2年生幼苗为研究对象,采用盆栽控制试验方法,设置50、100、200、300mmol·L~(-1)共4个盐和碱(NaCl和NaHCO3)胁迫浓度,研究盐、碱胁迫对枸杞苗木生长和光合的影响,以明确枸杞幼苗生长的耐盐、碱浓度范围,探讨土壤盐碱含量与土壤水分含量的关系,为不同类型盐碱条件下枸杞的种植和水分管理提供理论依据。结果表明:(1)随着盐碱胁迫浓度的增大,枸杞幼苗根茎叶生物量及叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合作用参数逐渐受到显著抑制,且碱胁迫的抑制作用更强烈;但低浓度(50mmol/L)NaCl胁迫下,枸杞幼苗叶绿素含量和净光合速率并未受到显著影响。(2)在盐碱胁迫条件下,枸杞幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(RD)、初始量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)均低于对照,而光补偿点(LCP)高于对照,且随着胁迫浓度的增加,碱胁迫处理下的变幅大于盐胁迫。(3)随着胁迫浓度的增大,影响净光合速率的因素由气孔限制转向非气孔限制的临界值,在盐胁迫下的临界浓度约为200mmol/L,在碱胁迫下的临界浓度约为100mmol/L。(4)按照指标值超过对照组50%标准,经回归分析确定,枸杞耐盐和耐碱阈值分别为(246.3±2.1)mmol/L和(126.7±2.7)mmol/L;在此阈值的基础上,得到土壤含水量与土壤含盐量回归曲线方程。研究认为,枸杞幼苗具有一定的耐盐能力,但过高浓度的盐碱胁迫会损坏其光合结构,降低光环境适应能力和光合作用效率,从而影响其正常生长。     

植物盐胁迫应答的分子机制

植物对盐胁迫的耐受反应是个复杂的过程,在分子水平上它包括对外界盐信号的感应和传递,特异转基录因子的激活和下游控制生理生化应答的效应基因的表达。在生化应答中,本着重讨论负责维持和重建离子平衡的膜转运蛋白、渗调剂的生物合成和功能及水分控制。这些生理生化应答最终使得液泡中离子浓度升高和渗调剂在胞质中积累,近年来,通过对各种盐生植物或盐敏感突变株的研究,阐明了许多盐应答的离子转运途径、水通道和特种特异的渗调剂代谢途径,克隆了其相关基因并能在转基因淡水植物中产生耐盐表型,另一方面,在拟南芥突变体及利用酵母盐敏感突变株功能互补筛选得到一些编码信号传递蛋白的基因,这些都有助于阐明植物盐胁迫应答的分子机制。     

盐碱混合生态条件的人工模拟及其对羊草胁迫作用因素分析

将中性盐NaCl和Na2SO4,碱性盐NaHCO3和Ｎa2CO3按不同比例混合,模拟出３０种盐度和pH各不相同的盐碱生态条件,并对羊草苗进行盐碱混合胁迫处理,测定其日相对生长率（ＲＧＲ）等７项胁变指标,用数学方法分析盐度,缓冲量等各种胁迫因素与诸项胁变指标间的相互关系,结果表明：30种处理均匀覆盖了总盐度50-350mmol/L,pH7.14-10.81范围内的各种盐碱条件,用盐度,缓冲量,pH和[Cl^-]即可代表盐碱混合胁迫的所有胁迫作用因素,诸胁变指标与这4因素间均具有高度线性相关性,4因素对胁变的贡献明显不同,其中缓冲量和盐度是决定性的主导因素,pH和[Cl^-]的作用明显次之,有时甚至可以忽略,不同胁变指标与各因素的关系也有不同。分析结果表明,对于盐碱混合胁迫来说,以盐度加缓冲量代表总胁强较为合理。