盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐机理.doc

盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐机理
摘要:盐是影响植物生长和产量的主要环境因子之一,根据国内外最新的研究资料,从盐胁迫对植物的生长、水分关系、叶片解剖学、光和色素及蛋白、脂类、离子水平、抗氧化酶及抗氧化剂、氮素代谢、苹果酸盐代谢、叶绿体超微结构的影响,及影响光合作用的机制等方面入手,对植物盐胁迫研究现状及进展情况进行了综述,旨在为开展植物抗盐机理研究、选育培育耐盐植物新品种提供依据。
关键词:植物盐胁迫抗盐性机理
EffectsofSaltStressonPlantsandtheMechanismofSaltTolerance
Abstract:Salinityisthemajorenvironmentalfactorlimitingplantgrowthandproductivity.Accordingtothedocumentsanddataathomeandabroad,theresearchcurrentsofsaltstressinplantsweresummarizedincludingtheeffectonplantgrowth,thewaterrelations,leafanatomy,photosyntheticpigmentsandproteins,lipids,ionlevels,antioxidativeenzymesandantioxidantsetc.Thisreviewmayhelptostudythesalt2tolerantmechanismandbreedingnewsalt-tolerantplants.
Keywords:plant,salt2stress,salt2tolerant,mechanism
目前,受全球气候变化、人口不断增长的影响,土壤盐碱化日趋严重。盐分是影响植物生长和产量的一个重要环境因子,高盐会造成植物减产或死亡。过去的二十年已有很多有关盐胁迫生物学及植物对高盐反应的报道。这些研究涉及到胁迫相关的生物学、生理学、生化及植物对盐胁迫产生的一些复杂的反应等很多方面。本文分别在盐胁迫对植物产生的影响、植物抗盐途径、抗盐的生理基础和分子机制等方面进行了综述。
1盐胁迫对植物的影响
各种盐类都是由阴阳离子组成的,盐碱土中所含的盐类,主要是由四种阴离子(Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-)和三种阳离子(Na+、Ca2+、Mg2+)组合而成。阳离子与Cl-、SO42-所形成的盐为中性盐;阳离子与CO32-、HCO3-所形成的盐为碱性盐,其中对植物危害的盐类主要为Na盐和Ca盐,其中以Na盐的危害最为普遍。盐胁迫下,所有植物的生长都会受到抑制,不同植物对于致死盐浓度的耐受水平和生长降低率不同。盐胁迫几乎影响植物所有的重
要生命过程,如生长、光合、蛋白合成、能量和脂类代谢。
1.1对生长及植株形态的影响
盐胁迫会造成植物发育迟缓,抑制植物组织和器官的生长和分化,使植物的发育进程提前。植物被转移到盐逆境中几分钟后,生长速率即有所下降,其下降程度与根际渗透压呈正比。最初盐胁迫造成植物叶面积扩展速率降低,随着含盐量的增加,叶面积停止增加,叶、茎和根的鲜重及干重降低。盐分主要是通过减少单株植物的光合面积而造成植物碳同化量的减少。在控制条件下测试了11种木麻黄属植物以后,发现木麻黄的发芽率和生长速率随NaCl浓度的增加而降低[1]。植物叶片中Na+的过量积累常见叶尖和叶缘焦枯(钠灼伤),而且会抑制对钙的吸收,造成植物的缺钙现象,新叶抽出困难,早衰,结实少或不结实;
Ca2+过量可能导致缺乏硼、铁、锌、锰等养分;Mg2+过量则会使植物叶缘焦枯,导致缺钾,老叶叶尖叶缘开始失绿黄化,直至焦枯。SO2-4离子浓度高也会引起缺钙,使植物的叶片发黄,从叶柄处脱落。氯离子的过量积累也会引起氧灼伤,植株生长停滞、叶片黄化,叶缘似烧伤,早熟性发黄及叶片脱落,而且还会影响硝态氮的吸收和利用。
1.2对水分关系的影响
植物的水势和渗透压势与盐分的增加呈负相关,而细胞膨胀压则会随着盐分的增加而升高。多年生草Urochondrasetulosa在含盐基质上培养时,叶片的水分、渗透势和气孔导度与盐分的增加具有极大的负相关,压力势随着盐分的增加而降低[2]。在盐地碱蓬中,随着盐分的增加,叶片的水势和蒸发
速率会显著降低,然而它的叶片相对含水量却没有变化[3]。
1.3对叶片解剖学的影响
盐分会增加豆类、棉花叶片的表皮厚度、叶肉厚度、栅栏细胞长度、栅栏细胞直径和海绵细胞的直径。相反,红树植物小花鬼针草叶片中,表皮和叶肉的厚度及细胞间隙会随NaCl处理水平的升高而迅速减小。番茄中叶面积和气孔密度随盐浓度的升高而降低[4]。盐胁迫会导致甘薯叶片中液泡形成、内质网部分膨胀、线粒体脊数目减少、线粒体膨大、囊泡形成、液泡膜破碎或