盐胁迫下杨树根际系统盐分离子分布特性

在温室条件下,采用盆栽根箱培养的方法研究盐胁迫下I 69杨(PopulusdeltoidesBartr.cv.'Lux')和NL 1381杨〔PopulusdeltoidesBartr.cv.'Lux'×P.euramericana(Dode)GeninierCL'I 45 51'〕根际、非根际土壤盐分分布特征。盐处理浓度共设3个水平:CK(NaCl0g kg)、处理A(NaCl1g kg)和处理B(NaCl2g kg),采用完全随机设计。结果表明,2个杨树无性系根际水溶性K+亏缺,水溶性Na+、Ca2+和Mg2+富集。K+的亏缺率及Na+的富集率随NaCl处理浓度的增大而减小,Ca2+和Mg2+的富集率在非盐渍条件下最低,处理A达最高,处理B较处理A略有下降。在盐胁迫下,无性系NL 1381杨根际土壤Na+的浓度和电导率均低于无性系I 69杨,可以有效减轻盐分对根系的渗透胁迫,相对而言具有较强的抗盐性。     

云南松根际pH与不同磷水平下云南松幼苗根际pH变化

通过滇中红壤区域现实林分中不同林龄云南松根际与非根际土的pH分析和不同磷处理水平下培养的云南松幼苗根际pH的测定,探讨了云南松根际pH以及不同磷水平下云南松幼苗根际pH变化。结果表明,低磷环境下云南松根际土和非根际土的pH值在3．49～3．79之间;云南松根际土pH明显低于非根际土,二者之间的差异极显著,但在不同林龄组间差异不明显;云南松幼苗能使根系周围pH下降,随着供磷水平的降低,云南松幼苗根系使根际pH降低的能力加强。本试验对云南松的研究结果与对其它一些树种进行研究所取得的结果有所不同,根际酸化是云南松适应低磷环境的有效反应之一。     

不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化

以甘肃秦王川引大灌区盐渍化土壤为研究背景,用盆栽根袋法对4种耐盐植物根际和非根际土壤pH和盐分离子的动态变化进行了分析比较。结果表明:4种待测植物随着培养时间的延长土壤pH和EC值呈降低趋势。新疆大叶(Medicago Sativa L.cv.Xinjiangdaye)、向日葵(Helianthus annuus)和霸王(Zygophyllum xanthoxylum)生长90 d后根际土壤pH明显低于非根际,而裸麦(Hordeum vulgare var. vulgare)根际较非根际pH差异不大。霸王和新疆大叶根际土壤EC值较非根际高,而裸麦和向日葵的根际与非根际差异不大。4种供试植物根际K⁺均出现亏缺,Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、SO^2-₄和Cl^-在新疆大叶、霸王和向日葵3种植物根际均出现富集,对于裸麦:Ca²⁺、Mg²⁺和SO^2-₄ 3种离子在植物根际富集,而Cl^-和Na⁺在根际亏缺。随着待测植物培养时间的增加Na⁺/K⁺、Na⁺/Ca²⁺和Na⁺/Mg²⁺ 这3个比值呈降低趋势,说明Na⁺相对于K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的含量降低,生物措施对Na⁺的移除效果较显著。     

盐碱胁迫对小麦幼苗生长和根际细菌群落结构的影响

【背景】植物可通过改变根际微生物群落结构来减轻胁迫,但盐碱胁迫下小麦生长和根际细菌群落结构变化尚待明晰。【目的】明确盐碱胁迫下小麦幼苗生长及根际细菌群落结构变化。【方法】以添加NaCl和Na2CO3调节Hoagland营养液Na+浓度和pH来模拟盐碱胁迫,通过MiSeq高通量测序分析细菌群落结构。【结果】与无胁迫对照相比,单纯盐胁迫使小麦幼苗地上和地下部干重、叶绿素和根际土壤速效氮含量分别显著降低了25.0%、57.1%、21.2%和42.9%(P<0.05);小麦幼苗生长指标和根际土壤速效氮、速效磷、有机质含量及酶活性(除过氧化氢酶)随碱度升高而降低;所有处理的小麦幼苗根际优势菌门(丰度7.1%-71.5%)均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),优势属(丰度0.5%-5.1%)有肠杆菌属(Enterobacter)、嗜多甲基菌属(Methyloversatilis)、固氮菌属(Azotobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和异根瘤菌属(Allorhizobium)。盐碱胁迫未显著...     

根际通气状况对盐胁迫下棉花幼苗生长的影响

以溶液培养的棉花(Gossypium hirsutum)幼苗为材料,测定了不同盐胁迫程度和不同通气状况下棉花幼苗株高、根系体积、根系和茎叶生物量以及灰分含量的变化,以探索根际通气状况对盐胁迫下棉花生长的影响。结果表明,盐胁迫抑制棉花植株生长,表现为植株变矮、叶面积减小和干物质积累下降;根际环境通气不良也会导致棉花幼苗生长受抑制、干物质积累下降和矿质元素吸收减少等。进一步比较盐胁迫和根际通气状况及两者组合作用对棉苗生长的影响,发现盐胁迫对株高和总生物量的影响较大,而根际通气状况对根系体积、根系生物量、根冠比和矿质元素吸收的影响较大。总体表现为:盐胁迫对茎叶生长的不利影响较大,而根际通气状况对根系生长的不利影响较大。同时,在根际环境通气良好的条件下,不同程度盐胁迫导致的棉花幼苗株高、根系体积、叶面积、根系生物量和总生物量的变化程度远小于根际环境通气不良条件下的变化程度。实验结果表明,根际环境通气良好可以减弱盐胁迫对棉花生长发育的抑制作用,而根际环境通气不良则会加重盐胁迫的不利影响。     

五种沙生植物根际土壤的盐分状况

以根袋模拟法,研究了古尔班通古特沙漠5种常见沙生植物梭梭(Haloxylon ammodendron Bge)、白梭梭(Haloxylon persicum Bge)、刺沙蓬(Salsola Rathenica Iljin)、骆驼蓬(Peganum harmala Linn)和骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap)根际土壤的pH值和盐分状况,结果表明:5种植物根际土壤的pH值均小于非根际土壤,其中梭梭根际土壤和非根际土壤差值最大,达0.3个单位;5种供试植物根际土壤的电导率均高于非根际土壤,除刺沙蓬外其它供试植物均差异显著(p<0.05);可溶性总盐含量在根际土壤中均出现了聚集的现象,主要是SO2-4、Ca2+和Mg2在根际的聚集,Cl-主要在骆驼刺根际中出现了聚集现象,在其他植物根际和非根际中没有显著变化;5种供试植物中骆驼刺根际土壤盐分聚集最为明显;从Cl- / SO2-4、Na+/ K+、Na+/ Ca2+和Na+/ Mg2+的值可以看出,沙生植物根际土壤主要是硫酸钙、镁盐的聚集,而非氯化钠的聚集.以上结果说明,沙生植物能够通过根际调节降低根际土壤的pH值,从而促进植物对土壤中养分以及水分的利用,同时沙生植物根际土壤中盐分聚集的现象为植物根际的盐岛效应的发生提供了很好的依据.     

等渗的盐分和水分胁迫对芦荟幼苗生长和离子分布的效应

 研究了等渗透势（-0.44、-0.88 MPa）NaCl和PEG 6000处理对六叶龄芦荟(Aloe vera)幼苗叶片生长速率、干物质积累、电解质渗漏和离子吸收、分配的效应。结果表明: -0.44、-0.88 MPa NaCl和PEG处理10 d均明显抑制芦荟幼苗叶片伸长生长,植株干物质积累速率显著降低, 叶片含水量降低,叶片细胞电解质渗漏率上升。NaCl对芦荟幼苗生长的抑制作用显著大于PEG处理的。不同器官离子含量、根系和叶片横切面X-射线微区分析结果表明, NaCl胁迫导致芦荟体内Na+、Cl－含量显著上升,根中增幅明显高于叶片,其中Cl－尤为显著。NaCl胁迫严重抑制芦荟对K+ 和Ca2+ 的吸收及其向叶片的运输,根、叶K+/Na+、Ca2+/Na+ 比率显著下降,而PEG胁迫对离子平衡的干扰较轻,是芦荟对水分胁迫的适应能力高于盐胁迫的主要原因之一。但芦荟对 -0.44～-0.88 MPa NaCl胁迫仍有一定的适应能力,主要原因是：1) 根系对离子的选择性吸收和运输较强,并随着盐胁迫强度增加其选择性增强; 2) 芦荟叶片中的盐分在贮水组织中显著积累,明显高于其它组织细胞。同时,芦荟是CAM（景天酸代谢）途径植物,蒸腾极小,盐分随蒸腾流进入地上部的机会小。     

外源NO对缺镁胁迫下玉米幼苗生长和离子平衡的影响

研究了在缺镁胁迫下,外源NO对缺镁玉米幼苗生长、根系活力和离子含量的影响。结果表明,缺镁胁迫使玉米幼苗株高、根长和干鲜重下降,根系活力降低,N元素在地上部和根部分配失调,新叶和老叶中Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、Mn2＋等离子含量下降,Ca2＋、K＋、Zn2＋等离子含量上升。根中Mg2＋离子含量下降,Ca2＋、K＋、Zn2＋、Cu2＋、Fe3＋、Mn2＋等离子含量上升。用100μmol·L-1一氧化氮供体硝普钠（SNP）处理后,玉米幼苗株高、根长、干重和鲜重均提高,根系活力增强,改善了N代谢,新叶中Ca2＋、K＋和Zn2＋等离子含量下降,Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋和Mn2＋等离子含量提高,老叶中Mg2＋、Ca2＋、K＋和Zn2＋等离子含量下降,Cu2＋、Fe3＋和Mn2＋等离子含量提高,根中Mg2＋、Ca2＋、K＋、Cu2＋、Zn2＋、Fe3＋和Mn2＋离子含量均下降。实验结果表明,NO保护玉米幼苗免受缺镁胁迫的影响。     

根际pH值对烟草根系生长的影响

根际pH值为7.0～8.0时,对烟草根系生长最有利,超过8.0时即受到不良影响。伸根期根呼吸最适pH值为6.5,中后期最适pH值为7.5。烟草根系在以NO_3~-和1/2 No_3~-+1/2 NH_4~+作氮源时有较强的耐酸力。     

根环境供氧状况对盐胁迫下棉花幼苗光合及离子吸收的影响

以溶液培养的棉花(Gossypium hirsutum L.)幼苗为材料,测定了不同盐胁迫程度和不同根环境供氧状况条件下棉花幼苗的叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和植株的Na~+、K~+离子含量等的变化,以探索根环境供氧状况对盐胁迫下棉花光合作用和离子吸收的影响。结果表明,盐胁迫和根环境供氧不足均导致净光合速率下降。在处理后的前期,盐胁迫对棉花叶片光合作用的不利影响大于供氧不足(不通气)的影响,而后期根环境供氧不足的不利影响快速增大,并逐渐超过盐胁迫的影响。在低浓度盐胁迫和根环境不通气处理的初期,棉花叶片光合速率下降的主要原因是气孔因素(气孔关闭或部分关闭引起的CO_2供应不足);随着盐胁迫程度的增大和胁迫持续时间的延长,光合速率下降的原因逐渐转变为非气孔因素(光合系统损伤引起的光合能力下降)。相同程度盐胁迫下,根环境通气处理的棉花叶片的净光合速率和PSⅡ最大光化学效率等均显著高于根环境不通气处理的,说明根环境供氧不足加重了盐胁迫对光合作用的不利影响。对棉花植株各器官离子积累量的测定、分析发现,盐胁迫导致了棉花根系拒Na~+、吸K~+的能力和选择性运输K~+的能力降低,使棉花根系和叶片的Na~+含量增多、K~+含量减少、[Na~+]/[K~+]比值升高;而根环境通气则可显著提高盐胁迫下根系的拒Na~+、吸K~+能力和根系向叶片选择性运输K~+的能力,降低根系和叶片的[Na~+]/[K~+]比值。试验还发现,根系K~+、Na~+含量受盐胁迫的影响较大,而叶片K~+、Na~+含量受根环境通气状况的影响更大一些。综合分析可见,盐胁迫和根环境供氧不足均可导致棉花叶片光合速率下降、光合机构损伤以及离子平衡失调,而根环境通气可以缓解盐胁迫对棉花叶片光合作用的不利影响、增加根系和叶片对K~+的选择吸收和积累、降低[Na~+]/[K~+]比值,从而增强棉花植株对盐胁迫的适应性和抵抗力。     

盐胁迫对槲树(Quercus dentata)幼苗离子平衡及其生理生化特性的影响

检测NaCl胁迫对槲树（Quercus dentata）幼苗离子平衡和生理生化特性的影响,为揭示槲树的耐盐机理,其在园林中的推广应用提供参考。以一年生槲树实生苗作为实验材料,经100、200、300 mmol/L的NaCl溶液浇灌处理30 d,测定不同时间的离子含量和生理生化指标变化。结果表明,随NaCl浓度的增加和处理的时间延长,槲树各指标表现出以下规律：（1）根茎叶积累大量Na⁺,引起离子毒害,导致叶片受损,根系Na⁺含量显著高于地上部分,这种补偿作用有助于减轻地上部分受到的损害;（2）各部分K⁺含量降低,根部较茎叶更为显著,导致Na⁺/K⁺明显升高;（3）Ca²⁺由根部向地上部分转运,在叶片中浓度显著增加,有助于建立新的离子稳态;（4）Mg²⁺含量总体上呈降低趋势;（5）叶片含水量逐渐降低,丙二醛含量和相对电导率逐步升高,且在重度胁迫下的变化更显著;（6）轻度盐胁迫下,叶片过氧化物酶（POD）活性无显著变化,而过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性逐渐升高,在重度胁迫下3种酶活性出现降低;（7）脯氨酸和可溶性糖少量积累,辅助调节渗透平衡。总之,槲树幼苗能够通过调控离子平衡,提升抗氧化酶活性,积累渗透调节物,从而提高耐盐性,抵御200 mmol/L以下的NaCl胁迫。     

Active ion uptake and maintenance of cation-anion balance: A critical examination of their role in regulating rhizosphere pH

The processes responsible for maintenance of cation-anion balance in plants and their relation to active ion accumulation and changes in rhizosphere pH are outlined and discussed. The major processes involved are: (1) accumulation and degradation of organic acids which occur in the plant mainly as organic acid anions (and their transfer within the plant) and (2) extrusion of H⁺ or OH^– into the rhizosphere. The relative importance of the two processes is determined by the size of the excess anion or cation uptake. Indeed, plants typically absorb unequal quantities of nutritive cations (NH₄ ⁺+Ca²⁺+ Mg²⁺+K⁺+Na⁺) and anions (NO₃ ^–+Cl^–+SO₄ ^2–+H₂PO₄ ^–) and charge balance is maintained by excretion of an amount of H⁺ or OH^– which is stoichiometrically equal to the respective excess cation or anion uptake. The mechanisms and processes by which H⁺ and in particular OH^– ions are excreted in response to unequal cation-anion uptake are, however, poorly understood.The contemporary view is that primary active extrusion of H⁺, catalyzed by a membrane-located ATPase, is the major driving force for secondary transport of cations and anions across the plasma membrane. However, the fact that net OH^– extrusion often occurs (since excess anion absorption commonly takes place) implies there is a yet-to-be characterized OH^– ion efflux mechanism at the plasma membrane that is associated with anion uptake. There is, therefore, a need for future studies of the uptake mechanisms and stoichiometry of anion uptake; particularly that of NO₃ ^– which is often the predominant anion absorbed. Another related phenonenon which requires detailed study in terms of cation-anion balance is localized rhizosphere acidification which can occur in response to deficiencies of Fe and P.     

新疆胀果甘草幼苗耐盐性及对NaCl胁迫的离子响应

以盐碱荒漠草甸药用植物胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)为材料, 采用水培法研究了盐处理(50、100、200、300 mmol·L^-1NaCl) 28天后幼苗株高、生物量、含水量、根粗、甘草酸含量和不同器官的离子含量及离子的选择吸收、运输能力, 并对丙二醛、脯氨酸含量进行测定, 以确定其耐盐范围及耐盐方式。结果表明, 低盐浓度对胀果甘草幼苗生长无显著影响, 只有较高盐浓度(≥200 mmol·L^-1 NaCl)使幼苗总生物量、株高、甘草酸含量显著降低; 根据耐盐系数与盐浓度的拟合方程, 确定适宜幼苗生长的盐浓度范围为0-278.17 mmol·L^-1。随盐浓度上升, 植株选择性吸收K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺, 而抑制Na⁺进入体内, 幼苗对进入植株体内的Na⁺在不同盐浓度下采取了不同的分配策略, 低盐浓度下(0-100 mmol·L^-1), 植株体内Na⁺主要积累在根中, 避免了叶中Na⁺的过多积累, 其盐适应机制以耐盐方式为主; 高盐浓度下(≥200 mmol·L^-1 NaCl), Na⁺主要积累在下部叶, 并通过叶片脱落的方式带走体内的盐分, 其盐适应机制以避盐方式为主。盐胁迫下, 幼苗能促进K⁺而抑制Na⁺向上部叶的运输, 使上部叶拒Na喜K, 维持了较高的K⁺/Na⁺比值, 有利于幼苗生长; 同时, 地下根系能通过积累Ca²⁺、Mg²⁺和合成脯氨酸、甘草酸, 以提高渗透调节能力, 缓解Na⁺毒害, 使根的生长不受影响, 有利于保证幼苗在盐环境中吸收维持生长的必要养分, 这是胀果甘草幼苗具有较强耐盐性的原因。以上结果说明, 胀果甘草幼苗通过对盐离子的吸收和运输调控、离子区域化和渗透调节, 以耐盐和避盐两种方式适应盐碱荒漠环境。     

盐胁迫对3种平欧杂种榛幼苗叶片解剖结构及离子吸收、运输与分配的影响

研究盐胁迫下3个品种平欧杂种榛幼苗叶片解剖结构和离子代谢特征,以揭示盐胁迫响应与适应机制及不同品种的耐盐性差异。以‘达维’、‘辽榛7号’、‘玉坠’2年生压条苗为材料,在盆栽条件下经轻度、中度、重度(分别为50、100、200 mmol/L NaCl)盐胁迫处理,设对照为0,研究幼苗叶片显微解剖结构参数和Na~+、K~+、Cl~-、Ca²⁺含量的变化及其在根、茎、叶中的吸收、运输和分配特征。不同品种平欧杂种榛叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织和海绵组织厚度随着盐胁迫程度的增强呈现出先增加后降低的特点,轻度和中度胁迫下各参数显著高于对照。中度盐胁迫显著提高了各品种叶片结构紧密度。盐胁迫导致平欧杂种榛根、茎、叶Na~+和Cl~-含量明显高于对照。盐胁迫下,Na~+和Cl~-在叶中的绝对含量明显高于茎和根,但二者的增幅以根中最大,叶中最小,表明平欧杂种榛根系首先会吸收并截留一定数量的Na~+和Cl~-,然后将其运输至茎和叶中。与对照相比,轻度和中度盐胁迫下根、茎对K~+和Ca²⁺的吸收保持稳定或减少,叶对K~+和Ca²⁺...     

不同形态氮素配比对盐胁迫下菊芋幼苗生理的影响

采用砂培方法研究了不同铵硝配比(NH4+/NO3-分别为4/1、1/1、1/4)的氮素营养和盐分胁迫耦合作用下菊芋幼苗的光合作用和离子吸收运输.结果表明:低浓度的盐胁迫对植物生长的抑制作用不大,而高浓度的盐胁迫却能明显抑制菊芋幼苗生物量的积累,在同一盐浓度下,提高硝态氮比例能够缓解盐胁迫对菊芋幼苗生长的抑制,促进菊芋幼苗鲜重和干重的增加;随着盐浓度的增加,菊芋幼苗地上部和地下部的Na+含量显著增加,而K+、Ca2+含量较对照显著降低,提高硝态氮比例有利于菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,从而维持地上部较高的K+/Na+和Ca2+/Na+;在3种铵硝比的氮素营养处理下,随着盐浓度的增加,菊芋幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率较对照均呈显著下降的趋势,细胞间隙CO2浓度则显著增加,提高硝态氮比例可显著提高盐胁迫下菊芋幼苗的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率,同时也能显著降低胞间CO2浓度,其中以铵硝比为1/4的氮素营养供应对盐胁迫的缓解作用相对较好,在100 mmol·L-1NaCl处理下其叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别是铵硝比为4/1的氮素营养处理值的1.63、1.57、1.39、1.37、1.2倍,而胞间CO2浓度则减少了17%.因此相对于铵态氮来说,硝态氮比例的增加有利于维持盐胁迫下菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,促进盐胁迫下菊芋光合功能的改善,增强菊芋对盐胁迫的抗性.     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系生长和多胺代谢的影响

以两个不同抗盐性黄瓜品种为试材,采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对幼苗根系生长和多胺代谢的影响.结果表明:盐胁迫下黄瓜幼苗根系生长受抑制,膜脂过氧化和电解质渗漏升高,而弱抗盐品种‘津春2号'的变化幅度大于抗盐品种‘长春密刺';盐胁迫下‘长春密刺'根系精氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶活性升高幅度均大于‘津春2号',其最高值分别比对照增加了149.3%、60.1%、69.4%和118.6%、56.2%、50.6%;'长春密刺'多胺氧化酶活性升高幅度小于‘津春2号',而二胺氧化酶活性仅在‘长春密刺'中增加.'长春密刺'根系游离态亚精胺和精胺、结合态和束缚态多胺含量均显著增加,而‘津春2号'根系游离态腐胺含量显著增加.表明黄瓜根系中较高的游离态亚精胺和精胺、结合态和束缚态多胺以及较低的游离态腐胺含量有利于提高幼苗对盐胁迫逆境的适应能力.     

外源SA和NO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长、光合及离子分布的影响

以番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)品种‘秦丰保冠’为试材,采用营养液培养法,研究单独和复配施用外源水杨酸(SA)、一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对100mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗生长、光合及离子分布的影响。结果表明:(1)单独和复配外施SA、SNP均能有效抑制NaCl胁迫下番茄幼苗叶片光合色素(Chla、Chlb、Chla+b和Car)含量、Chla/b值、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、瞬时水分利用效率(WUEt)、表观光能利用效率(LUEapp)和表观CO2利用效率(CUEapp)的下降及Car/Chla+b值和胞间CO2浓度(Ci)的升高,并以SA和SNP复配处理效果最明显。(2)NaCl胁迫下,外源SA、SNP单独和复配处理的番茄幼苗各器官(叶、茎和根)中Cl-、Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值显著降低,而K+、Ca2+和Mg2+的含量却不同程度提高,其中以SA和SNP复配处理效果最好。(3)单独和复配外施SA、SNP均能有效减轻NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用,并促进各器官生物量的积累和壮苗的形成,且以SA和SNP复配处理效果更佳。研究表明,复配外施SA和SNP在诱导番茄幼苗提高抗(耐)盐能力方面具有协同增效作用。