植物的抗旱、抗盐性
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内承古科技-5经济
NMG Y
关于植物的耐盐性和抗盐性的研究
翁森红 ,李维炯2,刘玉新 ,张凌云 ,于得花 ,徐化凌
(1.山东东营农科所,山东东营257091;2.中国农业大学资环学院,北京100094)
摘要:本文就植物的耐盐性和抗盐性在生物学特性、盐胁迫的生理生态和生理生化特性、细胞和
分子生物学研究现况进行了概述。并对生物改良盐碱地的方法进行了讨论。
关键词:植物;耐盐性和抗盐性研究 中图分类号:S156.4 文献标识码:A 文章编号:1o07—6921(2005)10—0015—03
1耐盐植物的应用研究
开发盐生植物及选育耐盐碱植物资源,是改良
利用和控制盐碱地和撂荒地的重要生态措施,并且 在经济生产上符合“不与粮棉争地”的发展原则,具
有广阔的世界农业可持续发展前景。广泛搜集和应 用盐生植物(对盐的适应在1.5%至2.0%土壤含
盐量之间)和耐盐植物(对盐的适应超过0.3%土壤
含盐量。区别于对盐的适应不超过0.3%土壤含盐
量的非盐生植物既相对不耐盐的甜土植物)的种质 资源是重要的应用基础研究工作。在盐生植物和耐
盐植物(范围包括盐生植物,但更广阔)的生物多样
性研究、盐碱地改造、抗盐基因的保存等方面均具有
大的生态效应和经济效益。
2国内外盐碱地生物治理的概况
2.1耐盐植物的引种和生物治理
近几十年来,干旱半干旱地区和沿海滩涂的许 多发展中国家都在致力于耐盐植物的引种栽培,而
且许多牧草被证明可以在中、重盐渍土上生长。澳 大利亚种植耐盐植物,在发展畜牧业方面,获得了良
好效果。因此从盐渍土上获得了经济收入(J.S.Sale.
rian et al,),目前在意大利,广泛采用的是水利排灌 系统;在美国,生物改良和选择耐盐和抗旱的植物
(免耕和自然降雨量及不施肥料如:高冰草),已经占
有重要的改良利用的地位,而英国对发展中国家的 盐碱地利用也已从研究的角度进行工作,印度本身
藜麦种质资源及抗旱和耐盐的研究进展
藜麦是一种野生草本植物,主要分布在南美洲、西亚和欧洲。近年来,由于其高蛋白、高营养价值以及良好的环境适应性等特点,藜麦在全球范围内受到越来越多的关注。目前,全球各地对藜麦种质资源的研究已经展开,涉及到藜麦的产量、品质、适应性以及抗逆性等不同方面。
藜麦种质资源
目前藜麦种质资源的收集和保存工作还比较落后,尤其是大部分藜麦种质资源都集中在南美洲,其他地区种质资源数量比较有限。但是随着人们对藜麦种质资源的重视,国内外一些研究机构开始积极开展藜麦种质资源的收集保存工作。已经发现了大量藜麦的荒漠型、山地型、杂交型等不同类型藜麦资源,这些资源可以为藜麦的种质改良提供丰富的遗传基础。
抗旱性研究
藜麦对干旱的适应性非常强,其生长期间仅需少量水分就可以生长良好。但是藜麦在生长初期对干旱的适应性比较差,要想让藜麦具备更强的抗旱能力,需要通过遗传改良等手段进行研究和改进。目前,国内外一些科学家通过对藜麦抗旱相关基因的研究,发现了一些重要的基因,这些基因可以为藜麦的抗旱育种提供重要的参考。
耐盐性研究
藜麦对盐碱地的适应性非常强,其可以在盐碱地上正常生长和发育。这主要得益于藜麦对盐分的耐受能力很强,其种子和幼苗可以承受高浓度的盐分。目前,国内外一些研究机构都在积极探索藜麦的耐盐基因,并通过基因编辑等技术手段实现对耐盐基因的精准修饰,从而进一步提高藜麦在盐碱地上的适应性和产量。
总体来说,藜麦的种质资源丰富,其抗旱和耐盐性能力突出,为其在不同地理环境中的应用提供了很好的基础。但是目前藜麦相关研究还比较缺乏,未来需要加强对藜麦的研究和开发。
植物学通报Chinese Bulletin of Botany 2008,25(4):381—391,www.chinbullbotany.com
-综述-
整株水平上N a+转运体与植物的抗盐性
陈敏,彭建云,王宝山
山东师范大学生命科学学院,济南25001 4
摘要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;把进入地卜部分的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。
关键词 Na #t,-ltlb,Na 内流,Na 再循环,Na 转运体,抗盐性
陈敏,彭建云,王宝山(2008).整株水平卜Na 转运体 植物的抗盐性植物学通报25,381—391.
盐胁迫是自然界中一种主要的非生物胁迫,是影响
植物生长发育的重要因素之一。盐胁迫主要包括渗透
胁迫和离子胁迫。渗透胁迫、离子胁迫及其造成的一
系列次级胁迫如氧化胁迫等,严重干扰了植物体内业已
存在的细胞及整株水平上的水分及离子稳态,造成植物
细胞分子损伤,生长减缓甚至死亡(Zhu,2001:张宏飞和
王锁民,2007)。因而植物对抗盐胁迫的一个重要策略
是在高盐环境下重建体内的离子稳态和渗透稳态(Yokel
et a1.,2002)。盐渍生境中,Na 是一种主要的有害离
子,生长于盐渍生境中的植株对抗Na 毒害的有效措施
是:限制Na 的内流,增大Na 的外排,把吸收的Na 分
配到植株的生长点及幼嫩叶片以外的组织器官中。
钾是植物所需的大量矿质元素之一,在植物生长和
代谢中具有重要作用。一般认为K 在植物抗盐方面也
有重要作用。Na 诱导组织内K 含量降低是造成盐害
的一个重要原因。在盐胁迫条件下,因为Na 和K 有
相似的水合半径,所以许多K 转运体不能将二者区分开,
植物抗旱机理研究进展
水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生产的一个全球性问题,全球约有20%的耕地受到盐害威胁,43%的耕地为干旱、半干旱地区。干旱与盐害严重影响植物的生长发育,造成作物减产,并使生态环境日益恶化。在我国,仅2001年华北、西北和东北地区的466.7万hm2稻的种植面积就因为缺水而减少了53.3万 hm2。在自然条件下,由于环境胁迫而严重影响了作物生长发育,其遗传潜力难以发挥,干旱、盐渍不仅影响了作物的产量,而且限制了植物的广泛分布,因此,提高作物的抗旱、耐盐能力已经成为现代植物研究工作中急需解决的关键问题之一。现将植物特殊生理结构功能综述如下。
1 植物形态结构特征对其耐旱机制的影响
1.1 根系
植物根系是植物直接吸收水分的重要器官,它对植物的耐旱功能具有至关重要的作用。纵深发达的根系系统可使植物充分吸收利用贮存在土壤中的水分,使植物度过干旱期。对高粱的根系解剖学研究发现,高粱根系吸水每天以3.4 cm的稳定速率下伸,直到开花后约10 d,在有限水分条件下,吸水的多少由根系深度决定,深层吸水差是由于根长不够所致。此外,根水势能也能反映根系的吸收功能。根水势低,吸水能力强。据报道,高粱根水势一般为-1.22~1.52 Mbar,而玉米仅为-1.01~1.11 Mbar,高粱的吸水能力约是玉米的2倍(Cnyxau,1974),对干旱的耐受能力也强于玉米。一般认为抗旱性强的植物,根水势低,利于水分吸收。
1.2 叶片
作为同化和蒸腾器官的叶片,在长期干旱胁迫下,叶片的形态结构会发生变化,其形态结构的改变与植物的耐旱性有着密切的关系。主要表现在:叶片表皮外壁有发达的角质层,角质层是一种类质膜,其主要功能是减少水分向大气散失,是植物水分蒸发的屏障。厚的角质层可提高植物的能量反射与降低蒸腾,从而增强植物的抗旱性;具有表皮毛,可以保护植物避免强光照射,减少蒸腾;具有大的栅栏组织/海绵组织比和小的表面积/体积比,发达的栅栏组织,分布于叶的背腹两面,可使干旱缺水植物萎蔫时减少机械损伤。而小的表面积/体积比,可以最大程度减少水分丧失。韦梅琴的4种委陵菜属植物解剖研究,也证实了这一点。