施加外源物质对盐胁迫下水稻生长发育的影响

水稻是重要的粮食作物之一,属于不耐盐的甜土植物,土壤盐渍化是影响其产量和生长发育的主要因素。消除或缓解盐胁迫是当务之急,目前主要应用传统育种、转基因技术及外源物质缓解盐胁迫。拟从外源物质对盐胁迫下水稻的影响作一综述,旨在为水稻生产及抗性育种提供理论依据和实践方法。     

盐胁迫对沙冬青幼苗生长与生理特性的影响

水培条件下,对沙冬青幼苗以不同浓度的NaCl溶液进行处理,并测定其相关生理指标。结果显示：随着盐浓度的增加,叶绿素含量与叶绿素荧光参数（F_v/F_o和F_v/F_m）逐渐降低,丙二醛含量升高。超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性随着盐浓度的升高表现出先上升后下降的趋势,0.7%盐胁迫下的幼苗POD酶活性最高,1.0%和1.3%盐胁迫下的酶活性逐渐降低,而过氧化氢酶（CAT）的活性呈持续上升趋势。各处理渗透调节物质脯氨酸的含量较对照明显增加,可溶性糖含量在根中升幅较大,叶片增幅不明显。幼苗死亡率也随着胁迫程度的加剧而升高,当浓度达到1.0%和1.3%时幼苗死亡率较高,分别达到了53.33%和76.67%。研究表明,低浓度盐胁迫下（0.7%以下）,沙冬青幼苗表现出较强的抗性;当盐浓度升高到1.0%和1.3%时,其生长受到严重影响。     

盐胁迫对盐芥生长及硝酸还原酶活性的影响

盐胁迫处理导致盐芥植株鲜重、干重、含水量、肉质化程度和根冠比都下降;根中有机物含量上升,而无机物含量下降,叶的变化与根的相反;渗透调节能力、Na 含量和根系活力上升;硝酸还原酶活性显著增加;超氧阴离子(O2-)含量先降低后升高.表面扫描电镜图像显示:盐芥叶片表面没有盐腺或盐囊泡,所以它不是泌盐盐生植物.盐芥生长状况、Na 含量和Na X-ray微区分析结果表明:盐芥也不是拒盐盐生植物,而很可能是稀盐盐生植物.     

盐胁迫对蓝蓟种子萌发及早期幼苗的影响

研究了不同浓度盐(NaCl)处理对蓝蓟种子发芽势、发芽率及幼苗生长的影响。结果表明:(1)不同盐胁迫处理对蓝蓟种子的萌发具有显著影响。随着盐处理浓度的增加,发芽率呈下降趋势,蓝蓟在无盐环境(蒸馏水)和低盐环境中(0.05 mol/L)长势最好、发芽率最高、发芽速度最快。(2)将不同盐溶液处理5 d的未萌发种子转移到蒸馏水后,蓝蓟种子的萌发能力均可恢复,原来较高盐浓度(0.3 mol/L～0.5 mol/L)下的种子在恢复后,其萌发恢复率均在75%以上,发芽率基本上随着原浓度的升高呈上升的趋势。研究表明,NaCl处理对蓟种子没有造成伤害,其抑制萌发是通过渗透效应而不是离子毒害。     

盐胁迫对空心莲子草生长和光合作用的影响

用NaCl浓度为0(对照)、50、100、150、200、250、300、350mmol/L处理空心莲子草[Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb]。结果表明:盐胁迫下,植株鲜重、干重和根冠比都下降,含水量和肉质化程度先略高于对照,而后逐渐下降;根、茎和叶中Na 含量呈上升趋势,而K 含量呈下降趋势,且在同一浓度的盐处理下,叶的Na 和K 含量最高,茎的次之,根的最低;游离氨基酸(free amino acid,FAA)逐渐减少,脯氨酸(proline,Pro)含量先略低于对照,而后则急剧上升,可溶性糖含量(soluble sugar,SS)的变化正相反;净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)和蒸腾速率(transpirationrate,Tr)呈下降趋势,胞间CO2浓度(intercellular CO2concentration,Ci)呈上升趋势;膜稳定性呈下降趋势。因此,空心莲子草是一种盐生植物,且最适盐浓度较低;Na 主要积累在地上部的茎和叶中。推测它有可能向盐渍土壤蔓延。     

外源亚精胺对盐胁迫下燕麦幼苗生长及生理特性的影响

为探讨外源喷施亚精胺(Spd)对燕麦幼苗生长和耐盐性的影响,该研究选用燕麦品种‘白燕5号’为试验材料,通过水培试验研究70 mmol/L盐胁迫下(NaCl和Na₂SO₄摩尔比1∶1混合),叶面喷施不同浓度的亚精胺对燕麦幼苗生长、根系活力、抗氧化酶活性以及丙二醛、游离脯氨酸和离子含量的影响。结果显示:(1)盐胁迫显著抑制了燕麦幼苗生长,喷施0.75 mmol/L Spd使盐胁迫下幼苗地上、地下干重和根系活力分别显著提高34.1%、23.8%和24.7%。(2)喷施0.75 mmol/L Spd使幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性较对照分别显著增加了17.0%、22.9%和23.7%,根系中分别显著增加了43.0%、19.4%和91.2%,并使幼苗叶片和根系中的MDA含量分别显著降低了25.2%和12.8%。(3)喷施0.75 mmol/L Spd使燕麦幼苗叶片和根系游离脯氨酸(Pro)含量分别显著增加了63.3%和362.6%,并使叶片Na⁺/K⁺、N...     

盐胁迫下镧对水稻幼苗生长的保护效应

通过液培实验,研究水稻幼苗在盐胁迫下,镧对水稻幼苗的保护作用。结果表明：水稻幼苗植株在≤1．5％的盐浓度的盐胁迫下,10mg·L^-1镧能提高幼苗植株超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性;降低幼苗植株脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量和脯氨酸（Pro）的含量;减小质膜透性;提高叶片叶绿素含量和叶绿素a／b的比值;增强根系的活力,进而促进水稻幼苗的生长。10mg·L^-1镧对盐胁迫的缓解作用与盐浓度有关,随着盐浓度增大,镧的缓解作用将逐渐消失。分析表明,在≤1．0％和≥0．5％的盐浓度胁迫下,镧对水稻幼苗的生长存在更有效的防御机制,能够促进水稻幼苗的生长代谢。     

Effects of Salt Stress on Growth, Nodulation and Nitrogen Fixation in Cowpea and Mung Beans

The effects of salt stress on growth, nodulation, and nitrogen accumulation in cowpea (Vigna sinensis) and mung beans (Vigna aureus) were studied in sand culture. Salinity (NaCl) retarded the growth of leaves, stem and roots of both the crops. Root growth of mung beans was more sensitive to the increase in salt stress than that of cowpea. The relative growth rates of stressed plant parts declined initially but were subsequently higher than those of control for a period, suggesting that the plants tended to adapt to unfavourable environment even while being stressed. The total nodule number, weight and nitrogen content per plant decreased due to salt treatment, which interfered with the initiation of nodules but not with their further development. There was a considerable fall in the nitrogen fixation efficiency of mung beans under saline environment; it was not so in cowpea.     

镧浸种对盐胁迫下小麦幼苗生长及其生理特征的影响

通过水培方式研究了0、25、50和100 mg/L硝酸镧浸种对盐胁迫条件下小麦品种临抗11和临优2069根系及幼苗生长的影响.结果表明:(1)与对照组相比,盐胁迫处理小麦幼苗植株矮,根系短,叶片叶绿素含量、根系活性吸收面积以及SOD和CAT活性明显降低,叶片MDA与Pro含量水平显著上升;在钠离子浓度相同的情况下,Na2CO3对小麦生长的影响大于NaCl.(2)适当浓度硝酸镧浸种处理增加了盐胁迫下小麦幼苗的株高、总根长、根系活性吸收面积及SOD和CAT活性,且各指标在盐胁迫下增加幅度高于正常水分处理.(3)2个小麦品种对镧处理的敏感程度存在差异,不同小麦品种及不同盐胁迫下最适的镧浸种浓度不同.研究发现,适当浓度镧浸种能有效缓解盐胁迫对小麦幼苗的伤害,具有显著促进小麦根系生长、培育壮苗的作用.     

一氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗根生长和氧化损伤的影响

0.05和0.10 mmol/L一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium mtropmsside,SNP)处理明显减轻NaCl浓度为150 mmo1/L左右的盐胁迫对小麦幼苗根生长的抑制效应,其中0.05mmol/L的SNP效果最明显;0.30mmol/L以上的SNP处理对根抑制无明显缓解作用;当NaCl浓度大于300 mmol/L时,各种浓度的SNP均不能减轻盐胁迫对根生长的抑制.以N O清除剂血红蛋白(hemoglobin,Hb)以及NOx-,K3Fe(CN)6等为对照,观察到0.05 mmol/L的SNP能不同程度地提高150mmo/L盐胁迫下小麦幼苗根尖细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbateperoxidase,APX)活性,明显降低MDA、H2O2和O2-.的积累,阻断盐胁迫诱导的根尖细胞DNA片段化,表明NO能有效缓解盐胁迫引起的小麦幼苗根尖细胞的氧化损伤.     

盐胁迫对两种淫羊藿属植物生长及各器官总黄酮含量的影响

采用不同浓度NaCl(0、100、200、300和500 mmol/L)的Hoagland's培养液处理两种淫羊藿属植物--淫羊藿、箭叶淫羊藿幼苗,处理30 d后分别测定其株高、叶表面积、干物质生物量以及根、茎、叶的总黄酮含量,以明确淫羊藿属两种药用植物的抗盐特性.结果显示:(1)盐胁迫对淫羊藿和箭叶淫羊藿的生长均有影响,随着NaCl处理浓度的增加,淫羊藿、箭叶淫羊藿的株高和叶表面积均逐渐显著减小;各器官干物质生物量逐渐降低,但淫羊藿的干物质下降量较小(不显著),且同一处理下淫羊藿的生物量明显小于箭叶淫羊藿.(2)随着NaCl胁迫浓度的增加,除淫羊藿茎的总黄酮含量一直呈下降趋势外,淫羊藿根、叶和箭叶淫羊藿根、茎、叶均呈现在低浓度范围内总黄酮含量增加,且箭叶淫羊藿的含量高于淫羊藿;而在高浓度盐胁迫下,其总黄酮含量均呈下降的趋势,且淫羊藿的含量高于箭叶淫羊藿.研究表明,淫羊藿的抗盐性明显高于箭叶淫羊藿,适于高盐土壤环境种植,但在低盐环境条件下,种植箭叶淫羊藿可显著提高总黄酮产量并提高经济效益.     

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。     

5-azaC对小麦幼苗生长及盐胁迫后DNA甲基化变异的影响

DNA甲基化是调节植物生长发育,调控逆境基因表达的表观遗传机制之一。该研究采用不同浓度的DNA甲基化抑制剂5-azaC处理耐盐性不同的春小麦种子,分析其对种子萌发及盐胁迫后叶片基因组DNA甲基化的影响,探究DNA甲基化与小麦耐盐性之间的相关性。结果表明:(1)5-azaC显著抑制幼苗根长伸长,降低根系鲜重和干重。(2)甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析发现,单独盐胁迫后甲基化水平上升, 5-azaC预处理材料经盐胁迫后甲基化水平呈下降趋势。(3)盐胁迫后基因组同时发生DNA去甲基化和DNA甲基化。敏盐品种‘新春6号’DNA去甲基化比率上升,DNA甲基化增加的比率下降;耐盐品种‘新春11号’DNA去甲基化比率和DNA甲基化增加的比率均上升,但去甲基化比率大于DNA甲基化增加的比率,说明盐胁迫引起的基因组DNA去甲基化为主,5-azaC预处理提高了盐胁迫下DNA去甲基化的比率。(4)DNA甲基化修饰位点序列分析发现,在核糖体亚基蛋白、蛋白激酶和转座子序列均存在DNA甲基化修饰现象,说明存在多种代谢途径共同参与了盐胁迫调控。     

盐胁迫对鸡爪槭幼苗生长及其叶绿素荧光参数的影响

以鸡爪槭幼苗为材料,采用盆栽方法,研究了不同盐浓度[0.042%(对照)、0.2%、0.4%和0.6%]对鸡爪槭幼苗生长的伤害和叶绿素荧光参数的影响。结果显示:当土壤NaCl含量为0.2%、0.4%和0.6%时,鸡爪槭幼苗分别表现为轻度、中度和重度盐害;叶片含水量、叶绿素a和b及叶绿素总含量均随盐浓度的增加而显著下降,花色素苷含量则表现为随盐浓度的增大而显著上升,分别比对照高出48.7%、280.3%和382.7%;叶片叶绿素荧光参数PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、潜在量子效率(Fv/Fm)、光化学量子产量(Yield)、光合电子传递速率(ETR)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均随着盐浓度的增大呈显著下降趋势,但非光化学猝灭系数(NPQ)在低盐胁迫时则较对照显著提高,0.2%NaCl处理时比对照显著增加33.3%,而高盐胁迫下则显著下降。研究表明,盐胁迫显著抑制了鸡爪槭幼苗叶片叶绿素合成和光合作用进行,而幼苗叶片在低盐胁迫下则可能通过增加PSⅡ反应中心非辐射热能量耗散来保护光合机构不受损害,从而表现出一定的耐盐胁迫能力。     

外源NO供体SNP浸种对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响

以0.2、0.4和0.6mmol.L-1的一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(SNP)浸泡水稻"武育粳3号"种子后,放在含NaCl的琼脂中成苗,受盐胁迫的水稻幼苗地上部和地下部生长受抑均有一定程度的缓解,耐盐比率提高,其中以0.4 mmol.L-1的SNP作用最为明显.     

氯化钾对长春花盛花期盐胁迫效应和生物碱含量的影响

在温室土培条件下,研究了不同浓度KCl处理对长春花盛花期盐胁迫效应以及对文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱等生物碱含量的影响.结果现实:(1)3‰ NaCl胁迫下,施入一定量KCl,将Na+/K+调为20:1(K2)时可显著缓解盐胁迫对长春花的危害,与不施KCl(K1)相比,长春花的鲜质量、株高、根长和相对含水量均显著提高,而长春花叶片丙二醛含量显著下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性在Na+/K+为20:1(K2)时显著高于其它处理,但当Na+/K+为10:1(K3)与5:1(K4)时,盐胁迫的危害又显著加剧.(2)Na+/K+为20:1处理的长春花盛花期文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱含量显著高于其它处理,分别为20.88、30.18、2.53和5.12 mg·g-1.研究表明,Na+/K+为20:1比例施用钾肥可最大限度地降低NaCl胁迫对盛花期长春花生长造成的伤害,并显著促进其生物碱的代谢,显著提高长春花盛花期4种主要生物碱的含量.     

Effects of Sewage Sludge on the Growth of Potted Salt Marsh Plants Exposed to Natural Tidal Inundation

Abstract A growth experiment with native plants in pots exposed to natural environmental conditions evaluates the use of sewage sludge as a soil amendment in restoration of a southern California salt marsh. Sludge containing desirable organic matter but also undesirable heavy metal contaminants was mixed with a readily available matrix soil to reduce metal concentrations to levels below legal limits for land applications of sludge. Soil nutrient analysis revealed expected increases in total nitrogen and total phosphorus content with increasing sludge concentration. Soil metals analysis, however, revealed decreases in metal content with increased sludge concentration, a trend evidently caused by higher than expected metal content in the matrix soil. Five artificial soil mixtures ranging from 0 to 70% sludge were accompanied by natural wetland soil controls. Pots containing these soils were placed into a natural salt marsh. The pots were then planted with two native salt marsh plant species, Salicornia virginica and Frankenia grandifolia. Aboveground biomass was harvested after 12 months. Plant growth displayed no obvious change with increasing sludge concentration. Over the concentration ranges used, increased nutrient content did not stimulate plant growth and increased metal content did not inhibit plant growth. Plants grew better in natural wetland soil than in artificial soil mixtures, a trend probably caused by the substantially finer texture and higher organic content of natural soil. All sludge treatments differed more from the natural soil than from each other, implying that within the ranges examined, soil texture and organic content exerted more influence on plant growth than did metal or nutrient concentration. These results suggest that incorporating this sewage sludge in the soil of the restored salt marsh will neither benefit nor harm the plants that will live there and that greatest plant growth will be achieved by mixing the sludge with a fine‐grained matrix soil.