盐胁迫对植物生长发育及代谢的影响
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H2O2调控盐胁迫下番茄幼苗生长的研究H2O2调控盐胁迫下番茄幼苗生长的研究盐胁迫是影响植物生长和发育的重要环境因素之一。
过高的盐浓度会导致植物细胞内的离子饱和和渗透调节紊乱,进而破坏植物正常代谢和生理功能。
然而,研究表明,适量的氢过氧化物(H2O2)可以在一定程度上调控植物对盐胁迫的响应,从而提高植物的抗逆性。
本文旨在探讨H2O2在番茄幼苗生长过程中对盐胁迫响应的调节作用,并阐明其机制。
对盐胁迫响应的研究主要集中在离子平衡、膜透性和激素调节等方面。
在各种环境逆境中,植物细胞内会产生一定量的H2O2,作为重要的信号分子参与细胞活动调节。
研究表明,适量的H2O2可以促进番茄幼苗根系生长,并降低根系细胞对盐的吸收能力,避免过多盐分进入植物体内。
同时,H2O2能够促进活性氧清除酶的活性,减轻细胞内过氧化物的积累,防止细胞氧化损伤。
从而增强番茄幼苗对盐胁迫的耐受性。
此外,H2O2还能够调节植物细胞的膜透性。
研究发现,在盐胁迫下,H2O2可以促进番茄幼苗膜脂过氧化反应,提高膜的透性,增加养分和水分的渗透,从而提高根系对水分、养分的吸收能力。
此外,H2O2还能够抑制酪氨酸解氨酶(tyrosine ammonia-lyase,TAL)的活性,减少次生代谢物质的累积,从而避免细胞过度膨压造成细胞壁崩裂。
激素是调控植物生长和逆境响应的重要因素之一。
研究发现,H2O2可以调节番茄幼苗中激素的合成和信号传导通路。
在盐胁迫下,H2O2能够增加幼苗中的乙烯(ethylene)含量,促进乙烯信号通路的激活,进而诱导番茄幼苗产生抗逆性调节基因。
此外,H2O2还可以调节植物中的激素平衡,降低脱落酸(abscisic acid,ABA)和激动素(gibberellin)的含量,从而减轻幼苗对盐胁迫的敏感性。
总之,H2O2可以通过调节离子平衡、膜透性和激素调节等多个方面,提高番茄幼苗对盐胁迫的耐受力。
然而,H2O2的合成和代谢过程非常复杂,其浓度的变化对植物生长和发育产生的影响也存在时序性和剂量性。
植物的盐胁迫生理一、植物的盐胁迫概述盐胁迫是指土壤盐分过高,导致植物生长和发育受到压抑的现象。
盐胁迫是当前困扰着许多农业地区的重要问题之一。
正常的植物生长需要一定水分和营养元素,而大量的盐分会限制水分吸收和调节细胞内的渗透压,从而影响植物的正常生理代谢过程。
二、植物的盐胁迫反应机制1. 钠离子对植物的影响:钠离子的过多进入植物细胞,会导致细胞内渗透压过高,细胞萎缩,水分的吸收并不能满足植物需求。
在高盐条件下,植物细胞膜上的离子通道和转运蛋白也会受到抑制,从而限制了水分和营养物质的进入。
2. 植物的生理反应:植物受到盐胁迫后,为了对抗过多的钠离子,会采取一系列生理反应措施,例如减少细胞膜通透性,增加离子排出量,提高根系的盐排泄能力等。
3. 表观遗传调控:盐胁迫会改变植物的基因表达,这也是植物进行适应的一种方式。
一些研究表明,盐胁迫下的植物,其染色质状态、DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传因素会受到影响,从而诱导植物进行基因表达的调节。
三、植物的盐胁迫防治措施1. 调整土壤pH值:适当调整土壤的pH值,使其处于中性或微碱性条件下,可以有利于钠离子的流通和排泄。
2. 施用有机肥料:有机肥料不仅可以增加土壤含水量,促进植物的生长,还可以提高土壤养分水平,有助于稳定土壤的盐分。
3. 应用植物生长调节剂:植物生长调节剂可以提高植物的抗逆性,促进植物的生长发育,增强植物适应盐胁迫的能力。
4. 选育适应性强的植物品种:育种和选育适应盐渍化环境的作物品种,可以降低受盐胁迫的风险,提高农作物的产量和耐盐性。
综上所述,盐胁迫是影响植物正常生长和发育的重要因素之一。
了解植物的盐胁迫机制以及防治措施,对于提高农作物的产量和品质,对于实现农业可持续发展,都具有非常重要的意义。
不同盐度对植物生长发育的影响与调节引言:盐胁迫一直以来都是制约农作物生产力和土壤利用的一个重要因素。
在全球持续增加的盐碱化土壤面积下,研究不同盐度对植物生长发育的影响及其调节机制具有重要的理论和实践价值。
本文将着重探讨不同盐度对植物的影响,并介绍一些可能的调节机制。
一、高盐对植物生长发育的影响1.1 盐胁迫导致渗透调节失衡:高盐环境中,土壤盐分浓度增加,使得植物细胞内部的水分相对减少,渗透调节失衡,导致植物受到干旱胁迫。
这会使植物的生长受到抑制,并且减少产量。
1.2 盐毒性导致生理紊乱:高盐环境中的过多盐分会抑制植物体内一些重要的生理过程,如光合作用、呼吸作用和叶绿素合成等。
这会导致叶片干枯、黄叶、叶片脱落等现象出现。
1.3 高盐环境下的营养元素吸收受阻:高盐环境中过量的盐分会干扰植物根系吸收营养元素的正常过程,特别是对于钾、钙等离子的吸收有较大的影响。
这会导致植物生长受限,严重时可能出现缺钾症等问题。
二、不同生物对盐胁迫的适应机制2.1 渗透调节机制:一些植物能够通过渗透调节来维持细胞内外的渗透平衡,如积累渗透物质或调节渗透物质的合成,以减少盐分对细胞的损害。
2.2 生理调节机制:植物能够通过调节内源激素的合成和分布,以调节光合作用的速率、细胞壁的合成和维护细胞间隙的稳定,从而适应高盐环境。
2.3 盐胁迫信号转导机制:植物能够通过感受盐胁迫信号,进而激活一系列适应盐胁迫的基因表达和蛋白质合成,以增强其对盐胁迫的抵抗能力。
三、盐胁迫调节措施3.1 土壤改良:通过施加有机物质、添加矿质肥料、增加有机质含量等方法改善盐碱土壤,降低土壤盐分浓度。
3.2 生物修复:利用盐碱地植物等,通过植物吸收盐分或分解盐分的代谢产物,降低土壤中的盐分浓度。
3.3 种植适应性强的作物品种:通过选育适应盐胁迫的作物品种,提高其对高盐环境的生长适应性。
3.4 科学灌溉:合理调节灌溉水的盐分浓度和用水量,减少盐分对植物生长的影响。
植物的胁迫生物学介绍植物在环境胁迫下的生理反应植物是一类非常适应环境的生物,在面临各种外界胁迫时,它们能够通过一系列生理反应来应对并适应环境的变化。
植物在环境胁迫下的生理反应涉及多个方面,包括生长、发育、生殖和代谢等,下面将对其中几个重要的方面进行介绍。
1. 植物生长的胁迫反应植物的生长受到各种胁迫的限制,比如高盐、低温、干旱和缺氧等。
在高盐胁迫下,植物会出现植物体质量受限、叶片发黄和凋落、根系发育受阻等现象。
为了适应高盐环境,植物通常会调节离子平衡,增加保护性物质的合成,提高耐盐能力。
而对于低温、干旱和缺氧胁迫,植物则通过调节生长素、蛋白质和抗氧化物质等的合成来适应环境的改变。
2. 植物发育的胁迫反应环境胁迫对植物发育的影响是多方面的。
在干旱胁迫下,植物的生殖发育受到抑制,花粉发育不全,导致植物的繁殖能力降低。
而高温和低温胁迫则会对花蕾的形成和开花过程产生负面影响。
植物在面临这些胁迫时,会调节发育相关基因的表达,改变细胞的分化和发育速度,以适应恶劣的生长条件。
3. 植物生殖的胁迫反应植物的生殖过程也容易受到胁迫的影响。
高温和低温胁迫会导致花粉活力下降和花粉管发育受阻,从而导致植物的受精过程受到限制。
在干旱环境中,植物通常会减少花芽的分化和花朵的开放,以节约水分资源。
此外,植物在胁迫环境下的繁殖策略也会发生改变,有些植物会通过增加花朵数量或提高花朵结构的适应力来增加繁殖成功的机会。
4. 植物代谢的胁迫反应环境胁迫对植物代谢的影响主要表现在抗氧化系统、光合作用和呼吸作用等方面。
抗氧化系统是植物对抗各种胁迫的重要防御机制,当植物受到胁迫时,抗氧化酶的合成会被启动,以清除过氧化物和自由基等有害物质。
在光合作用方面,植物在高盐和干旱胁迫下会减少光合色素的合成和光合酶的活性,从而降低光合速率以避免能量损失。
在呼吸作用方面,植物在胁迫环境下通常会增加呼吸作用的强度,以获得更多能量来应对胁迫的威胁。
总结起来,植物在环境胁迫下的生理反应是一种适应性的反应,通过改变生长、发育、生殖和代谢等方面的生理过程,来应对环境变化带来的挑战。
植物的盐害和抗盐性在自然条件下,生长在中干旱、半干旱地区的植物,由于土壤中含有较多的盐类,常受盐害而不能正常生长和存活。
盐的种类决定土壤的性质,钠盐是形成盐分过多的主要盐类,NaCl和Na2SO4含量较多称为盐土,Na2CO3与NaHCO3含量较多称为碱土。
而在自然界,这两种情况常常同时出现,统称为盐碱土。
1 植物的盐害顾名思义,盐害指土壤中可溶性盐类过多对植物的不利影响。
这种影响是多种多样的,但主要危害有三个方面:1.1 生理干旱土壤盐分过多使植物根际土壤溶液渗透势降低,根据水从高水势向低水势流动的原理,这就给植物造成一种水逆境,植物吸收水分困难,此时植物要吸收水分,必须形成一个比土壤溶液更低的水势,否则植物将受到与水分胁迫相类似的危害,处于生理干旱状态。
如一般植物在土壤盐分超过0.2%~0.5%时出现吸水困难,盐分高于0.4%时植物体内水分易外渗,生长速率显着下降,甚至导致植物死亡。
1.2 特殊离子的毒害盐分过多的土壤环境的一个特点是某些离子浓度过高,而毒害植物,这就是盐类离子对植物的特殊效应。
高浓度盐分首先影响原生质膜,改变其透性。
由于膜的透性变化致使植物吸收某种盐类过多而排斥了对另一些营养元素的吸收,从而,植物细胞内部的离子种类和浓度也就发生变化,这种不平衡吸收,不仅造成营养失调,抑制了生长,同时还产生单盐毒害作用,即当溶液中只有一种金属离子(对盐碱土而言主要为钠离子)时,对植物起较强的毒害作用。
如Na+浓度过高时,植物会受到Na+的毒害,减少对K+的吸收,同时也易发生PO43-和Ca2+的缺乏症。
1.3 破坏正常代谢由于盐胁迫影响了膜的正常透性和改变了一些膜结合酶类活性,引起一系列的代谢失调:(1)光合作用。
盐分过多使PEP羧化酶和RuBP羧化酶活性降低,叶绿体趋于分解,叶绿素被破坏。
叶绿素和类胡萝卜素的生物合成受阻,气孔关闭,使光合速率下降,影响作物产量。
(2)呼吸作用。
一般来说,低盐时植物吸收受到促进,而高盐时受到抑制。
植物对盐胁迫生理反应的研究综述植物对盐胁迫的生理反应是一种适应过程,通过这种适应过程,植物能够在高盐环境下存活和生长。
盐胁迫会导致植物细胞内部离子平衡紊乱,影响膜的完整性,导致细胞膜破裂和细胞溶胞。
本文将综述植物对盐胁迫的生理反应的研究,包括离子平衡调节、渗透调节、抗氧化逆境、信号转导调节等方面。
首先,植物通过调节离子平衡来适应高盐环境。
在盐胁迫下,植物会积累大量的钠离子,而钠离子是有毒的,对植物生长有害。
植物通过离子平衡调节机制排除过多的钠离子,增加细胞中的钾离子含量,维持细胞内钠离子与钾离子的平衡,从而减少盐对植物的毒性作用。
其次,植物通过渗透调节来适应盐胁迫环境。
盐胁迫会导致细胞内渗透物质浓度增加,进而引发大量的脱水作用,影响植物正常的生理代谢。
为了应对这一问题,植物会合成渗透物质,如脯氨酸和可溶性糖等,增加细胞内的渗透物质浓度,维持正常的细胞水分平衡,减少盐胁迫对植物的危害。
此外,植物对盐胁迫还会导致产生大量的活性氧(ROS),如超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)等。
这些ROS会引发氧化损伤,破坏细胞膜和DNA等细胞结构,影响植物的正常生长。
植物通过抗氧化逆境来清除这些ROS,还原氧化损伤,保护细胞的结构和功能。
最后,植物在盐胁迫下的生理反应还涉及到信号转导调节。
盐胁迫会引发一系列信号转导通路,如蛋白激酶、Ca2+、激素等。
这些信号传导通路可以调节植物的抗逆性,促进植物对盐的适应。
例如,激素赤霉素(GA)可以促进植物生长,而乙烯(ET)可以促进植物抗逆性,提高植物对盐胁迫的适应能力。
综上所述,植物对盐胁迫的生理反应是一种适应过程,包括离子平衡调节、渗透调节、抗氧化逆境、信号转导调节等方面。
这些生理反应相互作用,协同作用,帮助植物在高盐环境下生长和存活。
随着对植物盐胁迫生理反应的研究深入,我们可以更好地了解植物对盐胁迫的适应机制,从而为农业生产中的盐胁迫问题提供理论指导和应对策略。
盐胁迫对植物的影响植物的抗盐性:我国长江以北以及沿海许多地区,土壤中盐碱含量往往过高,对植物造成危害。
这种由于土壤盐碱含量过高对植物造成的危害称为盐害,植物对盐害的适应能力叫抗盐性。
根据许多研究报道,土壤含盐量超过0.2%~0.25%时就会造成危害。
钠盐是形成盐分过多的主要盐类,习惯上把硫酸钠与碳酸钠含量较高的土壤叫盐土,但二者同时存在,不能绝对划分,实际上把盐分过多的土壤统称为碱土。
世界上盐碱土面积很大,估计占灌溉农田的1/3,约4×107ha,而且随着灌溉农业的发展,盐碱面积将继续扩大。
我国盐碱土主要分布于西北、华北、东北和海滨地区,盐碱土总面积约2~7×107ha,而且这些地区都属平原,盐地土层深厚,如能改良盐碱危害,发展农业的潜力很大,特别应值得重视。
土壤盐分过多对植物的危害:1.生理干旱:土壤中可溶性盐类过多,由于渗透势增高而使土壤水势降低,根据水从高水势向低水势流动的原理,根细胞的水势必须低于周围介质的水势才能吸水,所以土壤盐分愈多根吸水愈困难,甚至植株体内水分有外渗的危险。
因而盐害的通常表现实际上是旱害,尤其在大气相对湿度低的情况下,随蒸腾作用加强,盐害更为严重,一般作物在湿季耐盐性增强。
2.离子的毒害作用:在盐分过多的土壤中植物生长不良的原因,不完全是生理干旱或吸水困难,而是由于吸收某种盐类过多而排斥了对另一些营养元素的吸收,产生了类似单盐毒害的作用。
3.破坏正常代谢:盐分过多对光合作用、呼吸作用和蛋白质代谢影响很大。
盐分过多会抑制叶绿素生物合成和各种酶的产生,尤其是影响叶绿素-蛋白复合体的形成。
盐分过多还会使PEP羧化酶与RuBP 羧化酶活性降低,使光呼吸加强。
生长在盐分过多的土壤中的作物(棉花、蚕豆、番茄等),其净光合速率一般低于淡土的植物,不过盐分过多对光合作用的影响是初期明显降低,而后又逐渐恢复,这似乎是一种适应性变化。
盐分过多对呼吸的影响,多数情况下表现为呼吸作用降低,也有些植物增加盐分具有提高呼吸的效应,如小麦的根。
植物的盐害与抗盐性在自然条件下,生长在中干旱、半干旱地区的植物,由于土壤中含有较多的盐类,常受盐害而不能正常生长与存活。
盐的种类决定土壤的性质,钠盐就是形成盐分过多的主要盐类,NaCl与Na2SO4含量较多称为盐土,Na2CO3与NaHCO3含量较多称为碱土。
而在自然界,这两种情况常常同时出现,统称为盐碱土。
1 植物的盐害顾名思义,盐害指土壤中可溶性盐类过多对植物的不利影响。
这种影响就是多种多样的,但主要危害有三个方面:1、1 生理干旱土壤盐分过多使植物根际土壤溶液渗透势降低,根据水从高水势向低水势流动的原理,这就给植物造成一种水逆境,植物吸收水分困难,此时植物要吸收水分,必须形成一个比土壤溶液更低的水势,否则植物将受到与水分胁迫相类似的危害,处于生理干旱状态。
如一般植物在土壤盐分超过0、2%~0、5%时出现吸水困难,盐分高于0、4%时植物体内水分易外渗,生长速率显著下降,甚至导致植物死亡。
1、2 特殊离子的毒害盐分过多的土壤环境的一个特点就是某些离子浓度过高,而毒害植物,这就就是盐类离子对植物的特殊效应。
高浓度盐分首先影响原生质膜,改变其透性。
由于膜的透性变化致使植物吸收某种盐类过多而排斥了对另一些营养元素的吸收,从而,植物细胞内部的离子种类与浓度也就发生变化,这种不平衡吸收,不仅造成营养失调,抑制了生长,同时还产生单盐毒害作用,即当溶液中只有一种金属离子(对盐碱土而言主要为钠离子)时,对植物起较强的毒害作用。
如Na+浓度过高时,植物会受到Na+的毒害,减少对K+的吸收,同时也易发生PO43-与Ca2+的缺乏症。
1、3 破坏正常代谢由于盐胁迫影响了膜的正常透性与改变了一些膜结合酶类活性,引起一系列的代谢失调:(1)光合作用。
盐分过多使PEP羧化酶与RuBP羧化酶活性降低,叶绿体趋于分解,叶绿素被破坏。
叶绿素与类胡萝卜素的生物合成受阻,气孔关闭,使光合速率下降,影响作物产量。
(2)呼吸作用。
一般来说,低盐时植物吸收受到促进,而高盐时受到抑制。
环境胁迫对植物生长发育的影响植物生长发育是植物的一种生命现象,受到多种内外因素的影响。
其中,环境胁迫是指外界环境条件发生异常变化,对植物产生不良效应,从而导致植物生长发育异常的现象。
常见的环境胁迫包括高温胁迫、低温胁迫、盐胁迫、干旱胁迫等。
环境胁迫对植物生长发育的影响是一个复杂的过程,下面将针对几种常见的环境胁迫情况进行探讨。
高温胁迫是指植物生长的环境温度超过适宜温度范围,使植物产生一系列不利的生理和生化反应。
高温胁迫对植物造成的影响主要包括蒸腾速率升高、气孔关闭、叶绿素失活、光合作用受抑、酶活性下降以及一些蛋白质的合成受阻等。
此外,高温对植物的影响还可能引发细胞膜的脂质过氧化反应,导致细胞膜受损,进而破坏细胞的结构和功能。
低温胁迫是指植物生长的环境温度低于适宜温度范围,也会对植物的生长发育产生一系列不利影响。
低温胁迫对植物的影响主要表现在细胞代谢失衡、生长速度减缓、酶活性下降、光合作用受抑、细胞膜的脂质过氧化反应以及活性氧的产生等方面。
此外,低温还可能引发植物的冻害现象,导致细胞壁破裂、细胞器膨胀等不可逆的损伤。
盐胁迫是指土壤中含盐量过高,导致植物根系受到盐分的胁迫。
盐胁迫对植物的生长发育产生的主要影响包括干扰水分吸收、限制根系生长、抑制叶片的光合作用、调节细胞渗透调节等。
高盐环境会导致植物根系的直径变细,根系长度减短,进而影响植物的吸收能力。
盐胁迫还可能破坏植物细胞膜的结构和功能,增加细胞膜的渗透性,进而导致细胞器溶解、离子渗出等不良效应。
干旱胁迫是指土壤中的水分严重缺乏,导致植物无法正常进行水分吸收、传导和利用。
干旱胁迫对植物的影响主要包括蒸腾速率降低、气孔关闭、细胞渗透调节等。
在干旱环境下,植物通过降低蒸腾速率和气孔调节来减少水分流失。
此外,干旱胁迫还可能导致植物体内水分不足,进而影响植物的生理代谢,抑制酶活性和蛋白质合成。
综上所述,环境胁迫对植物生长发育的影响是一个复杂的过程。
不同的环境胁迫条件会导致植物产生不同的生理和生化反应,进而影响植物的生长和发育。
盐碱胁迫对植物的影响及抗性机制研究进展作者:贾秀苹王莹卯旭辉柳延涛王兴珍来源:《寒旱农业科学》2024年第07期摘要:盐碱胁迫是仅次于干旱胁迫抑制植物生长发育的主要非生物胁迫之一,不仅影响植物的生长发育,而且对农业生产和生态环境造成严重威胁。
研究植物的耐盐碱机制,对耐盐碱作物选育及盐碱地的开发利用具有重要的现实意义。
结合近年来国内外的相关研究总结性阐述了盐碱胁迫对植物代谢的伤害(包括离子伤害、膜系统伤害、诱导渗透伤害等)机制,并从膜系统保护以及诱导基因表达方面综述了植物对盐碱胁迫的缓解机制,进而提出外源物质的导入、生物技术手段、耐盐碱品种培育是解决植物抗盐碱的主要手段。
最后就植物适应盐碱胁迫方面的研究进行了展望,指出了当前研究者需要解决的问题和突破口,旨在为提高植物耐盐碱能力、增加作物产量提供一定的理论依据。
关键词:盐碱胁迫;植物;伤害;抗盐碱机制;技术手段中图分类号:S184;Q945.78 文献标志码:A 文章编号:2097-2172(2024)07-0593-07doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2024.07.002Research Progress on Effects of Saline-alkali Stress on Plants andTheir Resistance MechanismsJIA Xiuping 1, WANG Ying 2, MAO Xuhui 1, LIU Yantao 3, WANG Xinzhen 1(1. Institute of Crop, Gansu Academy of Agriculture Sciences, Lanzhou Gansu 730070,China; 2. Jiuquan Academy of Agricultural Sciences, Jiuquan Gansu 735000, China; 3. Crop Research Institute of Xinjiang Agricultural ReclamationAcademy of Sciences, Shihezi Xinjiang 832000, China)Abstract: Salt-alkali stress is one of the main abiotic stresses that inhibit plant growth and development, second only to drought stress. It not only affects plant growth and development but also poses a serious threat to agricultural production and the ecological environment. Studying the mechanisms of plant salt-alkali tolerance has significant practical implications for the breeding of salt-alkali tolerant crops and the development and utilization of salt-alkali land. Based on recent domestic and international research, this paper summarizes the mechanisms of salt-alkali stress on plant metabolism, including ion damage, membrane system damage, and induced osmotic damage. It reviews the mechanisms by which plants mitigate salt-alkali stress, focusing on membrane systemprotection and induced gene expression. It further suggests that the introduction of exogenous substances, biotechnological methods, and the cultivation of salt-alkali tolerant varieties are the main strategies to address plant salt-alkali resistance. Finally, the paper looks forward to research on plant adaptation to salt-alkali stress, pointing out the issues and breakthroughs that current researchers need to address. The aim is to provide a theoretical basis for improving plant salt-alkali tolerance and increasing crop yields.Key words: Salt-alkali stress; Plant; Damage; Salt-alkali resistance mechanism; Technical method土壤鹽碱化是世界性的资源和生态环境问题,对保证粮油安全及有效耕地面积造成严重影响。
盐钳制对植物的影响植物的抗盐性:我国长江以北以及沿海很多地区,泥土中盐碱含量往往过高,对植物造成伤害.这种因为泥土盐碱含量过高对植物造成的伤害称为盐害,植物对盐害的顺应才能叫抗盐性.根据很多研讨报导,泥土含盐量超出0.2%~0.25%时就会造成伤害.钠盐是形成盐分过多的重要盐类,习惯上把硫酸钠与碳酸钠含量较高的泥土叫盐土,但二者同时消失,不克不及绝对划分,现实上把盐分过多的泥土统称为碱土.世界上盐碱土面积很大,估量占浇灌农田的1/3,约4×107ha,并且跟着浇灌农业的成长,盐碱面积将持续扩展.我国盐碱土重要散布于西北.华北.东北和海滨地区,盐碱土总面积约2~7×107ha,并且这些地区都属平原,盐地土层深挚,如能改进盐碱伤害,成长农业的潜力很大,特殊应值得看重.泥土盐分过多对植物的伤害:1.心理干旱:泥土中可溶性盐类过多,因为渗入渗出势增高而使泥土水势下降,根据水从高水势向低水势流淌的道理,根细胞的水势必须低于四周介质的水势才干吸水,所以泥土盐分愈多根吸水愈艰苦,甚至植株体内水分有外渗的安全.因而盐害的平日表示现实上是旱害,尤其在大气相对湿度低的情形下,随蒸腾感化加强,盐害更为轻微,一般作物在湿季耐盐性加强.2.离子的迫害感化:在盐分过多的泥土中植物发展不良的原因,不完满是心理干旱或吸水艰苦,而是因为接收某种盐类过多而排挤了对另一些养分元素的接收,产生了相似单盐迫害的感化.3.损坏正常代谢:盐分过多对光合感化.呼吸感化和蛋白质代谢影响很大.盐分过多会克制叶绿素生物合成和各类酶的产生,尤其是影响叶绿素-蛋白复合体的形成.盐分过多还会使PEP羧化酶与RuBP羧化酶活性下降,使光呼吸加强.发展在盐分过多的泥土中的作物(棉花.蚕豆.番茄等),其净光合速度一般低于淡土的植物,不过盐分过多对光合感化的影响是初期显著下降,尔后又逐渐恢复,这似乎是一种顺应性变更.盐分过多对呼吸的影响,多半情形下表示为呼吸感化下降,也有些植物增长盐分具有进步呼吸的效应,如小麦的根.呼吸增高是因为Na+活化了离子转移体系,尤其是对证膜上的Na+.K+与ATP活化,刺激了呼吸感化.盐分过多对植物的光合与呼吸的影响尽管不一致,但总的趋向是呼吸消费增多,净光合速度下降,晦气于发展.一.实验目标盐钳制对植物发展发育的各个阶段都有不合程度的影响,如种子萌发.幼苗发展.成株发展等.不合种类的植物受盐钳制影响的程度也各不雷同.本实验重要不雅察Na2CO3对小麦种子萌发进程的影响,商量小麦种子在盐钳制下的萌发特征,对小麦的耐盐才能做出了初步评价.经由过程实验懂得盐钳制对植物(种子萌发)的影响;控制种子萌发进程中抽芽率.抽芽势.抽芽指数.芽长.总长.芽重.总重等各项指标的不雅察和盘算办法;各项指标在盐钳制前提下的变更趋向,绘制盐浓度与发展指标相干曲线,并剖析盐钳制对种子萌发的影响.二.仪器装备和材料电子天平;造就皿(直径120mm),滤纸(直径125mm定量滤纸若干),500ml.200ml烧杯,250ml容量瓶,10ml移液管,玻璃棒,镊子,毫米刻度尺,铰剪;次氯酸钠.碳酸钠;小麦种子等.三.实验办法和步调(1)种子的预处理:用10%的次氯酸钠消毒10min,蒸馏水冲洗数次后,于造就皿中做抽芽实验.(2)器皿预备:取造就皿15套,分离用以下不合浓度值(3)作为编号贴好标签.(3)配制不合浓度梯度的Na2CO3溶液设置对比(CK);1.2.3.4g/L 4个浓度梯度的Na2CO3溶液,用去离子水各配制250ml.(4)在每个造就皿底部平铺两张滤纸.每个浓度梯度处理反复3 次,分离标识表记标帜1.2.3,作为平行样.取5种处理溶液各10ml分离注入垫有两张滤纸,直径为120 mm 的造就皿中.遴选健康.饱满的小麦种子,每个造就皿中摆放100粒,盖上盖置实验室闺阁温下造就.从种子置于造就皿内起开端不雅察.天世界午15:00阁下恰当填补雷同处理溶液,以保持盐分浓度的稳固.以胚根长达到种子长度的一半时视为抽芽,以具显著胚芽鞘及胚根作为抽芽尺度.(临盆上常把小麦的胚根长度与小麦种子长度相等.胚芽长度达到种子长度一半时,定为小麦种子抽芽的尺度).(冬季,小麦种子一般须要7天才干抽芽,即从第7天查询拜访抽芽率).持续3 d 抽芽数不再增长时终止抽芽实验.假如造就皿中有5%以上的种子发霉,则应进行消毒或改换造就皿和滤纸.从种子萌发开端,每日不雅察记载正常萌发种子数.不萌发种子数及糜烂种子数.种子萌发3d后,取正常抽芽种子测其心理指标,之后每次不雅察后将正常抽芽种子和糜烂种子掏出弃失落.不雅测时光为抽芽后1-2周.将不雅察成果填入预先设计好的表1中.表1 小麦抽芽情形记载表Na2CO3-1) 平行样时光/d1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140 1 2 31 12 32 1 2 33 1 2 34 1 2 3(1)抽芽率.抽芽势和抽芽指数的盘算:在小麦种子抽芽实验停止后,根据检讨和记载成果盘算种子的抽芽势和抽芽率.抽芽率=最终抽芽的种子数/供试种子数×100%.抽芽率是决议种子品德和现实用价的根据.抽芽势=3d抽芽种子数/供试种子数×100%.种子抽芽势是判别种子质量好坏.出苗整洁与否的重要标记,也与幼苗强弱和产量有亲密的关系.抽芽势高的种子,出苗敏捷,整洁硬朗.抽芽指数G i=Σ(G t/ D t).式中(G t为t 日的抽芽种子数,D t为对应种子抽芽的天数).抽芽指数高就解释该种子抽芽所用的时光短,抽芽速度快.根据“小麦抽芽情形记载表”中的数据,分离盘算抽芽率.抽芽势和抽芽指数,将盘算成果记入表2.表2 小麦种子萌发中的抽芽率.抽芽势和抽芽指数-1) 指标Na2CO30 1 2 3 4抽芽率/% 抽芽势/%抽芽指数/-1)(2)心理指标的测定:测定的重要心理指标包含:芽长.总长.芽重和总重.抽芽3d后,用镊子轻轻将其掏出(掏出已抽芽的种子,盘算平均值),用滤纸吸干,再用刻度尺分离测量芽长和总长度;之后,经剖析天平测其全重和芽重(先测全重,然后用铰剪剪下芽,测芽重).以上各量均取平均值,将成果记入表3.表3 小麦种子萌发中的心理指标-1) 指标Na2CO30 1 2 3 4芽长/cm总长/cm芽重/mg总重/mg根据不雅察和测定盘算的成果,剖析小麦种子萌发进程中各指标在不合盐钳制前提下的变更,懂得盐钳制对种子萌发的影响.四.功课绘制盐浓度与发展指标相干曲线;并剖析盐钳制对种子萌发的影响.。
盐胁迫对植物生长的影响摘要:土壤盐碱化对当今世界影响日益严重,利用耐盐性植物可以有效对盐碱地进行治理及开发利用,要培育出优良品质的耐盐性植物,首先需要了解盐胁迫对植物生长的影响。
本文简述了盐胁迫对种子萌发、植物生长发育及植物生理生化指标等多个方面的影响,为将来培育耐盐性植物提供了理论基础。
关键词:盐碱地;盐胁迫;植物生长发育;种子萌发土壤盐碱化是一个世界性的问题,它不仅严重降低了土壤的可持续性和作物生产力,还逐渐减少了耕地面积,已成为制约农业发展的主要因素之一。
盐渍化土壤分布广泛,特别是在干旱和半干旱地区。
我国盐碱地的总面积约为9913万hm2,占全世界盐渍土壤面积的1/9[1]。
随着人类活动的影响,土壤盐渍化问题正在日益加剧,对农牧业造成严重威胁,同时随着人口增多与城市扩建,耕地逐渐被侵占利用,人地矛盾越来越突出,而对盐碱地进行治理和开发利用则是解决以上问题的主要方式之一。
培养耐盐性植物可以有效提高对盐碱地的利用,但要成功培养出耐盐性植物,首先需要了解盐胁迫对植物的影响。
1.盐胁迫对种子萌发的影响种子萌发时期是植物生长过程中抗逆性最弱的阶段,在盐胁迫环境下,种子的生长通常会受到抑制,当盐分过高时甚至会停止萌发。
叶梅荣等利用不同浓度NaCl处理多个小麦品种的种子,结果显示在一定浓度范围里不同品种小麦发芽率均有降低[2],郭文婷等对雾冰藜、刺沙蓬和白茎盐生草三种植物在盐胁迫时进行研究发现随盐浓度的增加,三种植物的发芽率逐渐下降[3],同样的抑制作用在夏至草种子、高粱种子和紫花苜蓿中也有体现。
但是陈雅琦等研究发现,带菌醉马草在低浓度盐胁迫时,其种子发芽率和发芽势呈上升趋势,这说明低浓度的盐胁迫对部分植物种子萌发也有一定的促进作用[4]。
2.盐胁迫对植物生长发育的影响植物生长过程中受到盐胁迫时,植物的根系是最早受到影响并产生生理反应的。
盐分通过根系进入植物体中,继而影响地上部分如茎叶等器官的生长。
盐胁迫对大部分非耐盐植物生长发育是起到抑制效果,盐胁迫开始时植物根系总吸收面积会受到一定抑制,根系吸水能力也有所下降,随着受到盐胁迫时间越来越长,植物根系活力和根系活跃吸收面积受抑制程度也越来越大,根系吸收能力则更弱,同时蒸腾速率的下降导致蒸腾能力降低,水分失衡越来越严重,光合速率进一步降低,盐胁迫下植物的生物量会发生明显变化。
盐胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展孟繁昊;王聪;徐寿军【摘要】盐分是影响植物生长发育的一个重要环境因素,盐胁迫对植物的整个生命进程产生影响,盐分通过渗透胁迫、离子毒害,使植物细胞膜透性改变,造成氧化胁迫、代谢紊乱及蛋白质合成受阻等现象,植物的耐盐性主要体现在离子的选择性吸收和区域化作用、渗透调节、光合作用途径的改变以及活性氧清除机制。
%Salinity is one of the most important environmental factors affecting plant growth and development. Salt stress affects plant the whole life process. Salt makes the plant cell membrane permeability changes by osmotic stress, ion toxicity, cause oxidative stress, metabolism, protein synthesis of hindered and other phenomena. The mechanisms of salt resistance in plants were described from the ion selective absorption and regional effects, osmotic adjustment, changes of photosynthesis pathway and active oxygen scavenging mechanism.【期刊名称】《内蒙古民族大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P315-318)【关键词】盐胁迫;活性氧清除;耐盐性【作者】孟繁昊;王聪;徐寿军【作者单位】内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽 028043【正文语种】中文【中图分类】Q945土壤盐碱化是指土壤含盐量过高(超过0.3%)导致农作物低产或不能生长的现象,随着工业的高速发展,耕地面积急剧下降,不合理的灌溉、耕作又造成了土壤的次生盐渍化.当前,全球盐碱地面积已达 9.5 亿 hm2〔1〕,我国约有盐碱地 0.27 亿hm2,其中耕地0.06 亿hm2,盐碱荒地0.21 亿hm2,主要分布在东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地带,盐碱化程度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存〔2〕.盐分过多给植物带来包括生理干旱、离子毒害、生理代谢紊乱等多种危害,给农业生产造成了重大损失,综合治理盐渍土已刻不容缓.人们通过物理改良、化学改良和生物改良等技术措施对盐碱地进行改良和利用〔3〕,其中生物改良是开发、利用盐碱地的最佳方法.引种具有一定经济价值的抗盐碱植物,增加地面覆盖以减少地表蒸发,既可改良土壤,扼制土地的盐渍化,又可实现盐荒地的利用.了解盐害对植物的影响,研究植物对盐分的适应性,提高植物的耐盐性,已成为未来农业发展及环境治理亟待解决的重要课题.1.1 盐胁迫对植物生长发育的影响植物在受到盐分胁迫时,最普遍的原初现象即是生长受到抑制〔4〕.叶梅荣等通过不同浓度的 NaCl处理 4 个小麦品种的种子,研究了盐胁迫对不同小麦品种生长的影响,结果显示,在一定浓度范围内,4个品种的发芽率均明显降低,但品种间的耐盐能力有所不同,低盐浓度胁迫下,根系比地上部分的盐害症状更为明显,高盐浓度下则相反〔5〕.申玉香等以苏啤 3 号等大麦品种为试验材料,测定了NaCl 胁迫下不同大麦品种的发芽势、盐害指数、发芽指数、产量及构成因素等指标,结果表明,低盐浓度胁迫对各大麦品种的影响不大,高盐浓度胁迫下,上述指标均显著下降〔6〕.樊秀彩等对国家葡萄资源圃的 30 份砧木进行耐盐性的研究,认为不同种质的耐盐能力不等,研究表明,山葡萄组培苗在盐胁迫下,多数品种(品系)随盐胁迫时间的延长,首先出现叶尖、叶缘干枯、失绿等现象,随后叶片中间出现红色或褐色斑点,有的叶片失水起皱、卷曲,严重者叶片整个枯焦或腐烂,叶柄变黄褐化,但不同种质间盐害指数不同,这一差别在一定程度上反映了植物抗盐性的不同〔7〕.1.2 盐胁迫对植物代谢的影响1.2.1 盐胁迫对植物光合作用的影响光合作用是植物在可见光的照射下,将二氧化碳转化为氧气并合成有机物的过程,是植物基础而重要的生理活动.盐胁迫条件下,植物组织缺水,为减少蒸腾作用而关闭气孔,从而导致叶绿体受损,与光合作用相关的酶类失活或变性,这直接影响了光合速率,其速率的下降造成了同化产物合成的减少〔8〕.目前导致净光合速率下降的原因众说纷纭,但主要包括两方面:第一,由于植物受到某种胁迫时,为保持细胞内的水分,减少蒸腾作用,部分气孔关闭导致气孔导度下降,从而引起 CO2供应不足;第二,由于叶肉细胞光合能力下降,从而引起胞间 CO2含量升高〔9,10〕.金雅琴等通过盆栽试验的结果发现,盐胁迫导致某一种源的净光合速率(Pn)呈先升后降的趋势,其余种源Pn则呈递减趋势,且减小程度与胁迫强度密切相关;在低盐胁迫下,与对照相比两个种源气孔导度(Gs)增大,其余种源Gs呈不同程度降低;在中高盐浓度胁迫下,各种源 Gs普遍低于对照;不同盐胁迫下各种源胞间二氧化碳浓度(Ci)变化趋势不同;三个种源的叶绿素含量随盐胁迫的增加而下降,另外三个种源呈无规律变化;相关分析表明,在盐胁迫条件下,Pn与Gs和Ci呈正相关,与叶绿素含量相关性不明显〔11〕.陈松河等通过盆栽试验探究NaCl胁迫对花叶唐竹、小琴丝竹和刺黑竹3种竹子叶片光合作用的影响,结果表明,低盐胁迫(0.1%NaCl处理)下,小琴丝竹和刺黑竹叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有所提高,而对花叶唐竹并无太大影响;但随着 NaCl胁迫的加剧,3 种竹子叶片的 Pn、Gs和蒸腾速率(Tr)均开始下降,而 Ci则变化规律不明显〔12〕.1.2.2 盐胁迫对植物呼吸作用的影响盐胁迫下,植物呼吸过程的总趋势为呼吸消耗增加,净光合生产率降低,最终导致植物的盐害〔13〕.盐胁迫主要从两个方面影响植物呼吸作用:植物生命活动所需的能量大部分由呼吸作用提供,细胞受到盐害时,抵抗盐胁迫就需要消耗大量由呼吸作用产生的能量;植物在积累盐离子的过程中,会合成一些有机渗透调节物质,而呼吸过程的中间产物是合成很多有机物质的原料.在盐胁迫下,植物呼吸强度因能量的需求量加大而增强,随着盐胁迫的强度和时间的增加,逐渐减弱.植物的呼吸作用和光合作用是对立统一的,盐害对植物的呼吸代谢和光合代谢均有不同程度的影响,造成一系列不良的连锁反应〔14〕.植物受到盐害时,呼吸作用的变化是植物对盐害适应能力的评价指标之一.1.2.3 盐胁迫对植物蛋白质代谢的影响植物体内的可溶性蛋白质包含一些代谢酶,是植物体内重要的渗透调节物质,因此可溶性蛋白质含量与植株体内的代谢强度有关〔15〕.植物受到逆境胁迫时,叶片中的相对含水量会有所减少,提高可溶性蛋白含量有利于维持细胞的渗透调节能力,减少水分蒸发,从而缓解逆境对植物的伤害〔16〕.杨颖丽等通过研究盐胁迫对不同品种的小麦叶片蛋白质质量分数及结构的影响,发现盐胁迫下,耐盐性好的小麦品种的可溶性蛋白质有所增加,说明耐盐性好的小麦能够通过调节自身代谢,从而适应一定程度的盐分胁迫〔17〕.2.1 渗透胁迫盐胁迫条件下,土壤水势降低,植物根部细胞不能利用水势差吸取水分,甚至当盐分浓度过高时,还会使植物体内水分外渗,造成植物的生理干旱,形成渗透胁迫.土壤盐分过高还会导致植物细胞渗透势增加,气孔导度下降,叶绿体受损,最终影响光合速率和蒸腾速率,使植物生长发育受到抑制,甚至死亡〔18〕.2.2 离子毒害离子毒害过程中,有毒离子会导致细胞膜透性增加,电解质外渗,从而引起细胞代谢紊乱和失调,Na+含量的增加严重阻碍了植物体内必须离子 K+的运输和吸收,同时导致 HPO缺乏.钾是维持细胞膜静息电位的物质基础,参与多种新陈代谢过程,能够调节植物细胞的渗透压及酸碱平衡,同时参与同化物的运输、气孔的开闭等生理过程,K+亏缺将严重影响到植株的正常生长发育,植物对离子的吸收失衡,使植株营养失调,生长受抑制,甚至死亡.2.3 细胞膜透性改变外界盐浓度的增加使细胞膜的结构受到破坏,膜的功能改变,细胞内电解质外渗率加大.吕庆等通过研究发现,外界的干旱、洪涝、盐害等逆境因素会导致细胞的膜质通透性增大,从而引起膜脂过氧化,破坏细胞膜的结构,最终影响细胞的正常生理机能〔19〕.细胞膜在植物的代谢过程中起着重要的生理作用,它既能使细胞维持相对稳定的胞内环境,又可以接受和传递信息,从而调节和选择物质进出细胞.作为植物在受到胁迫时的原初反应部位,在植物受到盐害时,体内蛋白受到盐分影响,细胞膜质通透性增加,膜质过氧化速度加快,从而损伤了膜的正常生理功能,影响了植物的生理代谢.植物正常生长时,其细胞内活性氧的产生和消除处于稳定的动态平衡状态,当植物受到干旱、洪涝、盐碱胁迫等逆境条件时,植物细胞内原本稳定的代谢平衡被打破,产生了超氧阴离子(O)、H2O2和HO-,它们启动和加速了膜脂过氧化,从而引起生理失调、代谢紊乱.王聪等对耐盐性不同的两个菜用大豆品种进行100mmol·L-1的盐处理,研究其抗氧化系统和渗透调节物质的变化,结果表明耐盐品种具有较强的 O和H2O2清除能力,能够有效减少活性氧(ROS)过量积累〔20〕.丙二醛(MDA)是植物受到胁迫时产生膜脂过氧化的主要产物,其含量的高低在一定程度上可以反映细胞膜脂过氧化的程度,进而间接的反映膜的受损伤程度,膜透性能够直接反映膜受伤害的程度,而 MDA 能够间接表示膜受损伤状况.李倩等通过研究不同盐浓度处理对燕麦生理特性的影响,发现盐处理后,随着胁迫时间及胁迫浓度的增加,MDA逐渐积累,这表明时间及盐浓度的加大导致膜系统受害程度随之增加〔21〕.2.4 氧化胁迫和代谢紊乱土壤盐分过高会引起植物产生初级的渗透胁迫和离子胁迫,使植物体内积累大量的活性氧分子和 H2O2,这些活性氧自由基直接或间接的启动膜脂过氧化进程,产生氧化胁迫,破坏膜质完整性,细胞内电解质外渗,从而影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用,导致一系列的生理代谢紊乱.很多试验结果均能够证明,盐浓度越高,作用时间越长,对植物体内各种代谢的抑制程度就越大〔22〕.2.5 蛋白质合成受阻盐胁迫条件下,植物体内累积了大量的活性氧,造成膜质过氧化,产生氧化胁迫,导致植物体内各种代谢紊乱,代谢酶失活或变性,最终引起植物体内蛋白质的大量降解〔23〕.耐盐性(salt tolerance)是植物在盐分胁迫下,通过生理代谢来适应或抵抗进入细胞的盐分危害.植物通过吸收外界离子,提高内部的离子浓度,使细胞内部水势低于外界,维持高的膨胀压.但细胞质中高浓度的离子会导致各种障碍,例如前文提到过的离子毒害等.3.1 渗透调节盐分胁迫条件下,植物根部细胞不能利用水势差吸取水分从而形成的胁迫,即是渗透胁迫.在盐胁迫下,植物具有自主调节渗透势的能力,这是其耐盐性的最基本特征.主要的渗透调节有两种:一是将大量有害离子累积于液泡内的离子调节;二是在细胞中合成一定数量的氨基酸、脯氨酸、蔗糖等可溶性有机物的有机调节〔24〕.3.2 离子的选择性吸收和离子的区域化作用在高盐环境中,高等植物主要是通过调节细胞内外无机离子的种类和数量,维持一个相对稳定的内环境〔25〕.由于K+能够调节植物体内的渗透压和酸碱平衡,而 Na+会影响体内必须离子的运输,并且维持植物体内较高 K+/Na+值,能够缓解细胞受到盐害时 K+亏缺而引发的生长抑制现象〔25〕,因此大多数植物吸收 K+而排斥 Na+.离子的区域化作用是指在盐分胁迫下,植物自身将大部分离子蓄于细胞液泡中来避免离子大量累积对细胞造成损伤,并且,为了调节液泡的渗透压平衡,开始合成蔗糖等有机物,贮藏在液泡中的现象.3.3 改变光合作用途径盐胁迫条件下,植物体内多项代谢会发生紊乱和失调,水势下降抑制了植物体内的光合、呼吸、蒸腾等作用.植物耐盐的光合途径主要包括两个方面:一是改变碳同化途径,由C3途径变为CAM途径,减少失水,增加水分利用率;二是改变代谢途径,由C3途径改变为C4途径,增强光合作用.3.4 活性氧清除机制盐胁迫等逆境环境会诱导产生活性氧,它们引起膜质过氧化,最终造成膜质损伤.植物在受到盐分胁迫时,自身将产生一系列的抗氧化保护物质,它们组成复杂的活性氧清除系统,活性氧清除系统主要分为酶促防御系统和非酶促防御系统〔26,27〕.超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)均属于酶促防御系统中的保护酶,这些保护酶活性的增强能够有效地提高植物的耐盐能力〔28〕.SOD 是生物体内超氧阴离子自由基的清除剂,能够对各种逆境的生理生化反应做出响应,是酶促防御系统中的重要组成部分.杨艳兵等在多个时间段内利用不同浓度NaCl处理中熟棉品种 N181,研究 NaCl胁迫下棉花幼苗保护酶活性的变化,试验结果表明,处理一定天数后,在高浓度NaCl(0.3%)胁迫下,棉苗体内SOD、POD大量积累,可以看出,棉花幼苗受到一定程度的胁迫时,会诱导保护酶活性升高,进而增强了棉花幼苗对盐胁迫的抵抗能力〔29〕.张勇等研究了盐碱胁迫下红芪的生理特性变化,结果表明,盐碱胁迫下红芪的SOD、POD活性均呈先上升后下降的变化,而从保护酶的活性变化可以看出,在低盐浓度胁迫下,红芪可通过提高保护酶活性来加强自身的耐盐性,但这种能力是很有限的,当盐浓度超出一定范围时,保护酶活性便开始降低.这说明,虽然植物在受到胁迫时能够通过提高其自身保护酶活性来清除有害离子,但也仅是在一定胁迫范围内,超出范围便会导致保护酶活性下降,保护作用大大降低〔30〕.非酶促防御系统主要由抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)等小分子抗氧化物组成,大多数植物叶绿体中的 H2O2主要依赖于 AsA-GSH 循环系统来清除.AsA 和GSH是非酶促防御系统中的重要成员,在清除活性氧方面起着重要作用〔31〕.何文亮等用100mmol·L-1的 NaCl处理拟南芥抗坏血酸突变体(vtc-1)和野生型(wt)两个品种,研究盐分胁迫下2个品种的膜质过氧化变化以及抗坏血酸对植物保护的机理,结果显示,两个品种 MDA、H2O2含量均有显著上升,但 vtc-1 的增幅显著大于wt,wt的 SOD、CAT、APX 活性均有所升高,而vtc-1 的 SOD、CAT 活性降低,APX 在24h 后也开始降低,wt的 AsA 含量和GSH/ GSSG比值上升,vtc-1则有所下降,表明植物叶片过氧化作用的减弱有可能是因为抗坏血酸的增加对细胞的抗氧化酶起到了调节作用,从而增强了植物的抗逆能力〔32〕.刘正鲁等测定了100mmol·L-1的 NaCl胁迫下茄子的嫁接苗和自根苗的MDA、H2O2含量以及 APX、GR 活性、AsA、DHA、GSH、GSSG 含量等 AsA-GSH循环的相关指标,结果显示,NaCl胁迫下,嫁接苗和自根苗叶片的 MDA 和H2O2含量均显著增加,但嫁接苗叶片的含量显著低于自根苗,嫁接苗叶片中的APX、GR 活性在NaCl胁迫下有所升高,而自根苗呈下降趋势,胁迫前期,嫁接苗的 AsA、GSH含量以及GSH/GSSG、AsA/DHA 比值上升,GSSG含量下降,自根苗的表现则相反,说明了NaCl胁迫下,嫁接苗较自根苗更耐盐的原因之一是:嫁接苗叶片维持了高效的AsA-GSH 循环,从而有效的抑制了膜质过氧化进程,减轻了盐分对叶片损伤程度〔33〕.〔1〕Malcolm E,SumnerRN.Sodic soils-distribution,properties.Managementand environmentalconsequences 〔M〕.New York:Oxford University Press,1998.〔2〕徐恒刚主编.中国盐生植被及盐渍化生态治理〔M〕.北京:中国农业科学技术出版社,2004.〔3〕朱伟,刘晓静.中国盐碱地改良专利技术发展概述〔J〕.中国知识产权报,2013,007.〔4〕Chanan Helen.Synthesisofplantgrowth regulatorsby roots〔J〕.Plant 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植物盐胁迫实验报告植物盐胁迫是指植物在土壤中受到过高的盐浓度影响而造成的逆境。
盐胁迫对植物的生长和发育产生了不可忽视的影响,严重影响了植物的产量和品质。
为了研究植物盐胁迫的机制和找到解决办法,我们进行了植物盐胁迫实验。
实验采用了一种常见的模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行研究。
实验过程中,我们采用了不同浓度的盐水来模拟盐胁迫环境。
盐水的浓度分别为0% (对照组),50mM,100mM和200mM。
在实验开始前,我们测量了拟南芥的初始生物学参数,如种子萌发率、根长、叶片数等。
然后将拟南芥种子分别放置在不同浓度的盐水中浸泡,培养一段时间后再次测量这些参数。
实验结果显示,随着盐水浓度的增加,拟南芥的生长和发育受到了抑制。
种子的萌发率随着盐水浓度的增加而降低,尤其是在200mM盐水中,种子的萌发率几乎为零。
根长也受到了显著的抑制,随着盐水浓度的增加,根长明显缩短。
叶片数也呈现出类似的趋势,随着盐水浓度的增加,叶片数逐渐减少。
除此之外,我们还观察到了植物叶片的凋萎情况。
在高盐浓度环境下,植物的叶片开始变黄并最终凋落。
这是因为高盐浓度影响了植物的水分平衡,使植物难以吸收土壤中的水分,导致植物细胞脱水,最终导致植物叶片的凋萎。
通过这次实验,我们不仅了解了盐胁迫对植物生长和发育的影响,还揭示了盐胁迫的机制。
盐胁迫主要是通过影响植物的水分平衡和离子平衡来影响植物的生长和发育。
高盐浓度使土壤中的水分变得更难被植物吸收,导致植物细胞脱水,进而影响植物的生长。
高盐浓度也会干扰植物吸收和利用养分的过程,进一步影响植物的发育。
针对盐胁迫带来的问题,我们可采取一些措施来减轻其影响。
一种常见的方法是通过提高植物的耐盐性来增强植物对盐胁迫的抵抗能力。
这可以通过选择或培育出耐盐性较强的植物品种来实现。
另一种方法是改善土壤质量,例如通过添加有机物质来改善土壤结构和保持土壤湿润。
总之,植物盐胁迫对植物的生长和发育产生了显著影响。
盐胁迫对植物生长发育及代谢的影响文章:盐胁迫对植物的影响及植物盐适应性研究进展
内容概要:
盐分是影响植物生长发育的重要环境因素之一。
该文综述了盐胁迫对种子萌发,生长发育及光合作用的影响,并从植物自身结构、活性氧清除、渗透调节物质、离子稳态等方面评述植物对盐分的适应性机制。
目前植物盐胁迫适应机制的研究取得了一定进展,但仍有待于进一步深入研究。
读后心得:
盐害是21世纪世界农业的重要问题,也是当前我国经济发展所面临的生态危机之一。
盐渍化土壤严重影响植物的生长发育,阻碍农牧业生产的发展和农牧民收入的增加。
为了抵御盐分胁迫,适应生存环境,植物产生了一系列生理生化的改变以调节水分及离子平衡,维持正常的光合作用。
1 盐对种子萌发的影响
盐浓度影响种子的萌发主要有三方面效应,即增效效应、负效效应和完全抑制效应。
低浓度盐分对种子萌发有促进作用,随盐分升高,种子发芽率、发芽指数和活力指数均降低,盐浓度过高会抑制种子萌发。
浓度0.4%以下的盐胁迫能促进荆条、白蜡和沙枣种子的萌发,随着盐浓度增加种子萌发受到不良影响,光照对植物种子的萌发有明显的促进作用。
夏至草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚根、胚轴生长也均随着盐浓度的增加呈下降趋势,对无芒雀麦的研究也得出相似的结论。
在不同钠盐胁迫下,碱性盐、较中性盐更显著地降低了高冰草种子的发芽率。
由此可见,不同的盐分对种子萌发影响效应不同。
盐分可从如下两个方面影响种子的萌发:一是建立渗透势阻止水分吸收,二是为对胚或发育着的幼苗有毒离子的进入提供条件。
孙小芳等将胁迫对棉花种子萌发和幼苗生长的伤害概括为三个方面:一是渗透胁迫,高盐浓度造成棉花种子吸水进程迟缓,发芽势小,种子萌动慢。
二是离子的毒害,三是盐分对酶活性的抑制嘲。
盐生植物互花米草种子萌发在受到盐抑制后,如果去掉盐胁迫并置于淡水中,其萌发率仍可恢复一部分例,这种抑制作用的解除可以部分说明种子萌发受抑制是由于渗透效应造成的。
另外,盐胁迫可使西藏南美藜种子的胚乳变小,这可能是抑制种子萌发的又一原因。
2 盐对植物生长发育的影响
盐胁迫下,植物根系最早感受逆境胁迫信号,并产生相应的生理反应,继而影响地上部生长,盐胁迫常导致植物根系生长受抑制。
短期盐胁迫下,植物根系总吸收面积受到一定抑制、质膜透性升高并伴随吸水能力下降,随着盐胁迫时间的延长,根系活力和根系活跃吸收面积受抑制程度加大,根系吸收能力持续下降,同时蒸腾速率(Tr)的下降导致蒸腾拉力降低,水分失衡加剧,叶片相对含水量
(RWC)下降导致光合速率进一步降低,盐胁迫对植株的伤害加重。
盐分胁迫明显抑制了拟南芥根系对大量元素的吸收,进而影响植株总体的营养供给。
盐胁迫导致黄瓜根系MDA含量和电解质渗漏率增加,生物膜受到伤害,生长量下降。
另外高盐浓度可改变拟南芥根部解剖学结构,并且影响根毛的发育,随着盐浓度的增加拟南芥根毛长度变短、密度下降。
过量盐分对植物造成渗透胁迫和干扰营养离子平衡,盐分通过抑制和诱导多种酶系统来影响植物的正常生长。
生物量是植物对盐胁迫反应的综合体现,也是植物耐盐性的直接指标之一。
盐胁迫导致高羊茅生长量减少,株高下降,随着盐胁迫浓度的增加,生物量、干重和株高的降低幅度增大,同时根冠比增加,盐分对高羊茅地上部分生长的抑制作用大于根系,高浓度的盐导致盐芥质膜伤害,盐芥总生物量降低。
盐胁迫下植株生长受影响的生理机制是多方面的,其中一个重要的原因就是内源激素含量的变化。
在盐胁迫草莓过程中,IAA、GA和ZT含量逐渐降低,且ABA、IAA、GA和ZT参与草莓盐胁迫的适应性生理反应。
盐胁迫抑制小麦幼苗生长,菌和根IAA含量随盐胁迫浓度增加而降低。
此外,盐处理时,盐分对植物遗传物质也有一定的影响,盐胁迫条件下小麦的核酸含量随着胁迫浓度的增加而减少,且RNA含量变化明显大于DNA,而核酸酶的活性在低浓度胁迫下升高,高浓度胁迫下降低,其机制在于盐胁迫主要影响了核酸的合成。
3 盐对植物光合作用的影响
光合作用是植物生长发育的基础,研究盐胁迫如何影响制约光合作用具有重要意义。
盐胁迫显著降低植物的光合作用。
盐胁迫下两槲栎光合速率降低,气孔导度下降。
海滨锦葵叶片的光合速率在盐处理的初期下降,盐浓度越高下降越明显,但当下降至最低点后又会有一定程度的回升,而后随着处理时间的延长,又会出现持续的下降,盐浓度越高光合速率下降越明显。
这是因为植物光合作用产生的能量一部分用于植物生长,另一部分用于适应盐胁迫,为了抵抗盐胁迫植物自身需要加快光合速率,但随着盐浓度及处理时间延长这种适应能力下降。
盐胁迫条件下植物光合速率下降的原因主要有四个方面:(1)影响CO2扩散到结合部位,(2)改变负责光反应的细胞器的结构和功能,(3)改变暗反应的化学过程,(4)抑制同化产物转移Fv/Fm和Fv/Fo分别代表光系统ll(PSll)的潜在活性和PSU的原初光能转化效率。
在高盐浓度处理时,玉米的Fv/Fm和Fv/Fo 下降,表明盐胁迫下玉米的光能吸收转化机构的完整性已受到损害,PSII的原初光能转化效率受到了影响。
盐胁迫下,随着叶绿体片层结构的逐渐降解,光化学反应效率(Fv/Fm)不可避免的下降,导致同化能力减少,最终导致光合速率下降。
另外,细胞中Na+和Cl-的积累不仅可以使得膜糖脂含量明显下降,而且可以使呈垛叠状态的类囊体膜的比例减小,并降低类囊体膜的垛叠能力,从而破坏叶绿体的结构,这是导致植物光合作用下降的重要原因。
盐胁迫下,引起植物叶片光合效率降低的植物自身因素主要有气孔的部分关闭导致的气孔限制和叶肉细胞光合活性的下降导致的非气孔限制两类。
前者使Ci(胞间CO2浓度)降低,而后者使Ci增高。
当这两种因素同时存在时,Ci变化的方向取决于占优势的那个因素。
盐胁迫下枸杞光合速率下降的原因,短时间内以气孔限制因素为主,长时间则以非气孔限制因素为主矧。
在盐处理海滨锦葵的初期使光合降低的主要因素是气孔限制因素,在后期非气孔限制因素逐渐开始起作用,盐处理能明显提高海滨锦葵的CO2补偿点,且盐浓度越高上升的幅度越大阻。
光合速率的下降与叶中Na+浓度增加明显相关,水稻品种的叶绿体并不具有选择性吸收K+和拒Na+的能力,叶绿体中Na+/K+的升高可能是导致盐胁迫下
净光合速率下降的主要原因之一。
另外糖类物质积累(可溶性糖)产生的反馈性抑制因素,也可导致光合速率下降。
总结
目前,有关盐胁迫对植物影响的研究已取得了相当大的进展,各项生理相关研究必须结合植物自身结构特点和环境因素才能准确地综合评价植物的耐盐性,并要结合日益发展的基因工程手段,将会进一步揭示植物耐盐性机制的本质,这必将为今后培育抗盐作物提供充分的理论指导。