盐碱胁迫对植物的影响及抗性机制研究进展

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。

紫花苜蓿资源萌发期耐碱性评价

为了筛选适合东北盐碱地区种植的优质紫花苜蓿品种,研究选取130份国内外紫花苜蓿品种及新选育资源,分别用30 mmol/L的Na_(2)CO_(3)溶液和50 mmol/L的NaHCO_(3)溶液对其萌发期种子进行碱胁迫处理,通过检测萌发指标及隶属函数分析对供试紫花苜蓿品种进行耐碱性综合评价。结果显示:130份紫花苜蓿在Na_(2)CO_(3)与NaHCO_(3)胁迫下的平均相对萌发率分别为68.54%、79.17%,相对萌发势分别为57.30%、65.78%,相对根长分别为23.70%、17.61%,相对芽长分别为53.21%、46.37%。隶属函数分析发现,LJ112、LJ66、LJ33、5010、DARA、农菁1号、巨能耐盐等7个品种的种子在两种碱胁迫下萌发态势较好。通过分析130份紫花苜蓿在两种碱胁迫下的综合隶属函数值,农菁1号和LJ33在两种碱胁迫下保持较高的萌发率及生长势。研究表明,该试验有利于指导盐碱地苜蓿种植,并为耐盐碱紫花苜蓿品种选育提供种质资源保障。

盐碱胁迫下薄皮木苗期生理响应分析

以薄皮木组培苗为试材,采用不同浓度(50、100、150、200、250 mmol·L^(-1))盐碱胁迫,以不加盐碱溶液为对照,测定薄皮木叶片丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及叶绿素含量的动态变化,研究盐碱胁迫对薄皮木幼苗生理特性的影响,确定薄皮木幼苗耐盐碱能力,以期为其引种栽培提供参考依据。结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,丙二醛含量变化呈上升趋势;随着盐碱浓度的增加和胁迫时间的延长,CAT活性均呈先上升后下降趋势;随着盐浓度的增加和胁迫时间的延长,POD活性呈先升后降趋势,盐胁迫峰值为50 mmol·L^(-1),随着碱浓度的增加和胁迫时间的延长,POD活性变化不一致;随着盐碱胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,叶绿素含量呈下降趋势,碱胁迫下,50、100 mmol·L^(-1)与对照无显著差异,说明薄皮木幼苗具有一定的耐盐碱能力。在盐碱浓度50 mmol·L^(-1)时,可以通过自身生理生化变化来保护植株对环境的适应性,在盐碱浓度大于150 mmol·L^(-1)时,薄皮木幼苗会受到伤害,影响植株正常生长过程。

紫薇响应盐胁迫和碱胁迫的代谢组分析

为探究‘红叶’紫薇(Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’)对盐胁迫和碱胁迫的代谢响应机制,对‘红叶’紫薇1年生无性扦插苗分别进行盐胁迫(NaCl,pH=7.02)和碱胁迫(NaHCO_(3)和Na_(2)CO_(3)的Na^(+)摩尔比为2:1,pH=9.52)处理,采用液相色谱质谱(LC-MS)分析叶片代谢组学变化,并比较2个处理组与对照(CK)之间的代谢差异。结果表明:与CK相比,盐处理组共筛选出156个差异代谢物,碱处理组共筛选出176个差异代谢物,2个对比组共有23个差异代谢物,其余均为特有差异代谢物。KEGG富集分析表明,次生代谢产物生物合成、氨基酸代谢、糖类代谢、脂肪酸代谢和植物激素合成是响应盐胁迫和碱胁迫的主要代谢通路;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸合成代谢、ABC转运蛋白和维生素B_(6)合成代谢是盐胁迫组的特有代谢通路;缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸和脯氨酸生物合成代谢、叶酸合成代谢,以及戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和抗坏血酸合成代谢是碱胁迫组的特有代谢通路。这些差异代谢物变化和代谢通路富集可能是紫薇响应盐胁迫和碱胁迫的主要机制。

植物适应土壤逆境的分子机制研究进展

土壤逆境泛指对植物生长和生存不利的各种土壤环境因素,如盐碱、酸性、淹水涝害等。植物在长期的进化过程中,对不同土壤逆境会产生一定的适应能力,了解植物对土壤逆境的生理反应和耐性分子机理,对发掘植物生长潜力,提高农业生产效率十分重要。我国植物营养生物学科研人员经过30多年的努力,在植物适应土壤逆境的分子机制研究领域,取得了一批国际领先的研究成果,本文就近年来取得的部分土壤逆境的适应机制的进展(铝毒害、铁毒害和盐碱胁迫)进行简要评述。如以STOP1为核心的植物抗铝调控机制;ALR1作为一个铝离子受体调控植物的抗铝性;根际铁在调控铵态氮耐性和氮素利用效率的分子机制;提升小麦耐盐性且不会影响穗发育的TaSPL6-D基因等。

盐碱胁迫下2,4-表油菜素内酯和褪黑素对百合幼苗光合生理的影响

以‘西伯利亚’百合种球为试材,采用室内盆栽试验的方法,研究了中度(150 mmol·L^(-1))盐碱胁迫下叶施2,4-表油菜素内酯(EBR)、褪黑素(MT)及其复合处理对百合幼苗生长、光合和叶绿素荧光参数、离子转运及抗氧化系统的影响,以期为二者缓解百合盐碱胁迫提供参考依据。结果表明:盐碱胁迫下百合株高、叶表面积以及生物量显著下降,施用EBR和/或MT可以缓解百合受到的生长抑制。150 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下,与喷施清水对照(CK)处理相比,EBR+MT处理的SPAD值增加37.2%,百合地上部和地下部N含量分别增加83.6%和40.7%,叶绿素荧光参数中PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和光化学淬灭系数(qP)分别增加14.6%、42.9%和50.0%,而非光化学淬灭系数(NPQ)下降9.2%,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)分别增加56.3%、29.7%和42.7%,胞间二氧化碳(Ci)下降19.3%。150 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下,百合地上部和地下部Na^(+)含量增加,而K^(+)含量下降,EBR+MT处理后百合地上部和地下部K^(+)/Na^(+)值分别增加110.9%和98.8%;同时,施用EBR和/或MT处理能够促进百合Cu/Zn-SOD、POD以及CAT基因的表达,激活抗氧化酶SOD、POD以及CAT活性。综上所述,施用EBR和/或MT处理均能够不同程度的提高百合SPAD值,减缓盐碱胁迫对PSⅡ光系统的抑制,维持植物体内Na^(+)和K^(+)的平衡,激活SOD、POD和CAT等抗氧化酶基因表达并提高酶活性,促进百合株高和生物量的增加,其中以复合喷施EBR+MT处理下百合幼苗的抗盐碱性效果更好。

辣椒EIL基因家族的鉴定及其在盐碱胁迫下的表达分析

EIL(Ethylene-insensitive 3-like)基因在参与植物乙烯信号通路的转导和生长发育过程中发挥着重要作用。为了解辣椒EIL基因家族成员信息,利用生物信息学手段对辣椒EIL基因家族成员的理化性质、蛋白质结构、系统进化、基因结构、保守域、启动子顺式作用元件及CaEILs基因在不同组织部位和不同非生物胁迫条件下的表达模式进行分析。同时使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对辣椒叶片中CaEILs在盐碱胁迫下的表达模式进行研究。结果表明,辣椒9个CaEILs分布在6条染色体上,氨基酸数目、蛋白质理论分子质量和脂肪系数分别介于209~677、23.77~76.07 ku和63.10~87.75,且主要为酸性、亲水的不稳定性核蛋白。系统进化分析显示,CaEILs被分成了4个亚家组,9个CaEILs在根、茎、叶、花蕾、花中具有不同程度的表达,而低温、高温、高盐、干旱胁迫下均能诱导CaEILs的表达,其对以上非生物胁迫均具有不同程度的响应。此外,利用qRT-PCR对盐碱胁迫下辣椒叶片中CaEILs进行了检测,结果发现,随着处理时间的延长,CaEIL1、CaEIL2、CaEIL4、CaEIL5、CaEIL8的表达量整体呈上升趋势,而CaEIL3、CaEIL6、CaEIL7、CaEIL9的表达量整体呈下降趋势。

聚乙二醇对盐碱胁迫下花楸胚胎萌发及幼苗生理指标的影响

采用室内培养皿发芽法,研究外源添加聚乙二醇、碳酸钠、碳酸氢钠对花楸胚胎萌发及幼苗生理指标的影响。结果表明,聚乙二醇处理花楸胚胎后使萌发率提高15%~25%,碳酸钠、碳酸氢钠处理使花楸胚胎的萌发率分别降低了88%和85%。聚乙二醇可缓解盐碱胁迫对花楸胚胎萌发的抑制,使胁迫下胚胎的萌发率提高1~2倍。聚乙二醇可提高盐碱胁迫下花楸胚胎中抗氧化酶活性,使胁迫下胚胎中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶活性(CAT)分别提高16.45%、75%、80%。聚乙二醇使胁迫下胚胎中的丙二醛(MDA)含量降低41.44%。研究显示,聚乙二醇能够有效缓解盐碱胁迫对花楸胚胎的抑制作用,并提高花楸胚胎中的抗氧化酶活性,增强花楸的抗逆性,为建立PEG引发促进花楸胚胎萌发技术提供科学依据。

盐碱胁迫对水稻生长特性及产量的影响

为了有效利用并改良盐碱地及改善生态环境,以8份水稻种质资源为材料,设置轻度盐碱胁迫、中度盐碱胁迫、重度盐碱胁迫进行田间耐盐碱性分析,对植株存活率、株高、分蘖、叶绿素相对含量、每穗粒数、结实率以及千粒重等指标进行了比较,分析不同程度盐碱胁迫对水稻生长发育特性及产量的影响。结果表明,水稻品种间耐盐碱特性存在差异,水稻存活率表现为轻度盐碱胁迫>中度盐碱胁迫>重度盐碱胁迫,水稻品种从返青期至成熟期植株存活率呈下降趋势。盐碱胁迫导致水稻株高变矮、穗长变短,随着盐碱胁迫程度增加株高和穗长受到的抑制作用变强,同一品种株高和穗长数值表现为轻度盐碱胁迫>中度盐碱胁迫>重度盐碱胁迫,且3种盐碱胁迫处理间差异显著(P<0.05)。齐穗期SPAD值范围为42.5~55.6,各处理与对照间差异不显著。重度盐碱胁迫下水稻产量抑制率高达81.0%~93.7%,中度盐碱胁迫下产量抑制率为10.4%~81.3%,轻度盐碱胁迫下为5.6%~77.9%,产量及产量构成因素相对抑制率主要表现为重度盐碱胁迫>中度盐碱胁迫>轻度盐碱胁迫,盐碱化程度越高对水稻产量及产量构成因素造成的损失也越大。相关分析表明,产量相对抑制率与单位面积穗数相对抑制率极显著相关,与实粒数相对抑制率和结实率相对抑制率正相关。说明,盐碱胁迫抑制水稻生长发育,导致产量降低,但合理开发和利用中度、轻度盐碱化土地可以扩大水稻种植面积。

外源γ-氨基丁酸缓解燕麦幼苗盐碱胁迫的生理效应

为探究外源γ-氨基丁酸(GABA)对燕麦耐盐碱性的影响,以燕麦白燕2号为试验材料,在混合盐碱(NaCl∶Na_(2)SO_(4)∶NaHCO_(3)∶Na_(2)CO_(3)摩尔比为1∶9∶9∶1)胁迫下叶面喷施不同浓度GABA,测定燕麦幼苗叶绿素含量、荧光参数、渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化,同时对幼苗生长缓解效应进行综合评价。结果表明,外源喷施4~6 mmol·L^(-1) GABA可显著提高盐碱胁迫下燕麦幼苗的叶绿素含量和光系统Ⅱ反应活性,促进光合作用;在盐碱胁迫下,与喷施清水相比,燕麦幼苗叶面喷施不同浓度GABA后,脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)含量分别下降了14.7%~29.7%、28.2%~54.4%和1.8%~11.8%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别提高了17.9%~58.3%、4.4%~33.4%和8.3%~19.1%。经隶属函数法综合评价得出,叶面喷施GABA提高燕麦幼苗耐盐碱性的最佳浓度为6 mmol·L^(-1)。以上结果说明,叶面喷施适宜浓度的GABA能够提高燕麦幼苗光合能力和抗氧化酶活性,降低渗透调节物质含量,提高燕麦幼苗的抗盐碱能力,有效缓解盐碱胁迫对幼苗生长带来的伤害。

海洋贝类对盐度胁迫适应机制的研究进展

盐度是影响海洋贝类存活、生长、发育、繁殖等生命活动的关键因素,其生命活动时刻受到海洋局部环境中盐度变化的影响。对海洋贝类适应盐度胁迫机制的研究是学术界长期关注的问题。大量研究表明,盐度胁迫会对海洋贝类的生长、渗透调节、能量代谢和免疫反应等生物学过程产生影响。近年来,随着基因组、转录组等组学技术的发展和广泛应用,许多研究从分子水平来探讨海洋贝类适应盐度胁迫的机制。本文综述了海洋贝类在盐度胁迫过程中的调控机制,包括渗透调节、能量代谢、免疫反应,以及转录组和基因组在海洋贝类盐度胁迫机制研究中的应用,提出了广盐性海洋贝类在盐碱水领域中的开发潜力,为海洋贝类抗逆品种选育以及绿色养殖提供重要参考。

盐碱胁迫对牛至种子萌发和幼苗生理生化特性的影响

以牛至(Origanum vulgare L.)种子为试验材料,研究盐(25,50,75,100,125 mmol·L^(-1)):碱(25,50,75,100,125 mmol·L^(-1))胁迫对牛至种子萌发特性和幼苗生长的影响,为牛至种子育苗和栽培提供依据。结果表明:随着盐碱胁迫浓度升高,牛至种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数逐渐降低;牛至幼苗中丙二醛含量升高,脯氨酸和可溶性蛋白含量升高,可溶性糖的含量先升高后降低;超氧化物歧化酶(Superoxide dismulase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性均为先升高后降低,SOD,CAT活性盐碱浓度均在75 mmol·L^(-1)时达到最大。碱胁迫对牛至种子及幼苗的相对盐害程度大于盐胁迫,在25 mmol·L^(-1)浓度下,碱胁迫对牛至种子的相对盐害率是盐胁迫的2.8倍。综上,盐碱胁迫显著影响牛至种子萌发和幼苗生长,牛至种子萌发和幼苗生长对碱胁迫更为敏感,建议牛至种子盐碱育苗时应选择盐碱度较低的土地(盐浓度<50 mmol·L^(-1)_、碱浓度<25 mmol·L^(-1))。

286份甘蓝型油菜种质苗期耐盐碱性综合评价

对286份甘蓝型油菜品系进行苗期耐盐碱性鉴定,通过水培试验,测定盐碱胁迫处理下叶片数、绿叶数、绿叶比、株高、根长、根重等指标,通过盐碱胁迫综合评价值(D值)、极端材料筛选分析、相关性、主成分、隶属函数、频数分析和逐步回归分析法,对不同基因型的油菜种质建立苗期耐盐碱性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。盐碱胁迫下,叶片数与株高呈负相关,两者的相关系数未达到显著性,其他性状之间均呈正相关并达到了显著或极显著水平。利用主成分分析法将7个耐盐碱指标综合为4个主成分,可代表油菜耐盐碱性88.349%的原始数据信息量。依据4个主成分的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐盐碱性综合评价值(D值)。结合隶属函数分析和极端材料筛选分析,筛选出4份耐碱盐的甘蓝型油菜种质和4份盐碱敏感种质。逐步回归分析结果表明,在油菜苗期测定其绿叶数、绿叶比、地上重、根长和根重,通过回归方程估算其D值,可以初步判断甘蓝型油菜种质资源耐盐碱性。

盐碱胁迫对‘赤霞珠’葡萄幼苗生长及相关生理指标的影响

【目的】了解不同盐分配比和不同浓度梯度复合盐碱胁迫对‘赤霞珠’葡萄(Vitis vinfera‘Cabernet Sauvignon’)幼苗生长和抗逆生理指标的影响,确认其耐盐碱性范围及耐盐碱能力。【方法】以1年生‘赤霞珠’自根苗为试材,用NaCl、Na_(2)SO_(4)、NaHCO_(3)、Na_(2)CO_(3)按不同比例混合配制中性盐、弱碱性盐、强碱性盐3组复合盐溶液,每组各设置50,100,150 mmol/L 3个浓度梯度,以不做处理的溶液作为对照,于幼苗生长期间进行定期浇灌处理,通过室内盆栽试验模拟不同类型、不同程度盐碱胁迫,在处理后不同时期测定幼苗生长形态、生理及光合指标。【结果】(1)‘赤霞珠’幼苗茎粗和叶面积随盐碱胁迫浓度增大呈现先增大后减小的趋势,而株高基本呈现下降趋势。幼苗株高在强碱性盐组150 mmol/L胁迫处理10 d和40 d时都较同期中性、弱碱性组相应浓度显著降低。(2)随着盐碱浓度的增大,‘赤霞珠’幼苗叶片的SOD活性及MDA含量呈先增大后减小的趋势,而POD活性呈现缓慢增加的趋势;强碱性盐组叶片POD活性在胁迫处理30~50 d时均高于相应浓度的中性、弱碱性盐组,但到处理60 d后逐渐低于相应浓度其他两处理组,并以150 mmol/L浓度表现得更明显。(3)‘赤霞珠’幼苗叶片胞间CO_(2)浓度、净光合速率、蒸腾速率随着盐碱浓度的增加主要呈下降趋势,其胞间CO_(2)浓度和净光合速率均为50 mmol/L浓度处理时较高;在同期相同盐碱浓度处理下,叶片净光合速率在强碱性盐150 mmol/L胁迫处理75 d时显著低于中性、弱碱性处理组。【结论】‘赤霞珠’幼苗株高、叶面积、胞间CO_(2)浓度、净光合速率、蒸腾速率在50 mmol/L浓度处理下均呈现较好的增长趋势,而其株高及茎粗在150 mmol/L强碱性盐胁迫处理下增长不明显;一定范围内低浓度(50 mmol/L)盐碱胁迫有利于‘赤霞珠’葡萄幼苗生长。

混合盐碱胁迫对骏枣叶片结构和光合荧光特性的影响

为进一步探究骏枣对混合盐碱胁迫的生理响应机制,在骏枣盛果期分别设计0、60、120、180、240、300 mmol·L^(-1)的NaCl和NaHCO_(3)混合盐溶液来模拟土壤盐碱复合胁迫环境,分析不同胁迫水平下骏枣叶片的显微结构、超微结构及光合、荧光参数的变化。结果表明,在混合盐碱胁迫下,骏枣叶片的厚度、角质层厚度、表皮厚度和栅栏组织厚度均随着胁迫水平的增加呈先上升后下降趋势;海绵组织厚度和细胞结构疏松度呈逐渐下降趋势。在混合盐溶液高于180 mmol·L^(-1)时,叶绿体内的嗜锇颗粒数量明显增多,且体积变大,基质片层结构松散;同时,随着胁迫水平的增加,叶片的净光合速率、气孔导度与蒸腾速率逐渐降低,胞间CO_(2)浓度升高,光合限制以非气孔因素为主。在240、300 mmol·L^(-1)高胁迫水平处理下,叶片初始荧光(F_(0))显著升高,而最大荧光(F_(m))、F_(v)/F_(m)、F_(v)/F_(0)显著降低,单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、用于还原QA的能量(TR_(o)/RC)、热耗散的能量(DI_(o)/RC)均呈先下降后上升趋势,而用于电子传递的能量呈持续下降趋势。综上,较高水平的盐碱胁迫会使骏枣叶片的超微结构发生明显变化,抑制其光合能力,使嗜锇小体增多、变大,并出现淀粉粒。以上结果为深入研究枣的耐盐机制提供了理论基础。

混合盐碱胁迫对紫花苜蓿幼苗生理和基因表达的影响

本研究以‘ZN-1’和‘保定’苜蓿(Medicago sativa L.‘Baoding’)为试验材料,以浓度梯度为0 mmol·L^(-1),40 mmol·L^(-1)和80 mmol·L^(-1),pH值为9.3的混合盐碱溶液(NaCl∶Na_(2)SO_(4)∶NaHCO_(3)∶Na_(2)CO_(3)摩尔比为1∶1∶1∶1)进行胁迫处理,比较2个紫花苜蓿幼苗的生长指标、生理指标和基因表达(ROS清除、离子转运和光合调控3类基因)差异,以期为解析紫花苜蓿耐混合盐碱胁迫响应机制提供理论依据。结果表明,随着混合盐碱胁迫浓度的增加,2个紫花苜蓿的株高、干重、叶绿素含量、光合速率以及Fv/Fm等均出现明显的损伤(P<0.05)。其中,‘ZN-1’的耐混合盐碱性显著高于‘保定’苜蓿,主要表现为‘ZN-1’的株高和生物量更高、叶绿素含量和抗氧化酶的活性更高,净光合速率更强,脯氨酸和可溶性糖含量更高,叶片ROS积累量和地下部Na+积累更少,ROS清除、脯氨酸生物合成、Na+液泡区隔化以及叶绿素维持相关编码基因的表达水平更高。因此,脯氨酸生物合成、Na+液泡区隔化、叶绿素维持以及抗氧化酶可能在‘ZN-1’耐混合盐碱胁迫中发挥重要作用。

盐、碱胁迫对4份梯牧草苗期生物量及生理特性的影响

为探究盐、碱胁迫对不同梯牧草(Phleum pratense)材料苗期生物量及生理特性的影响,本研究以4份梯牧草材料(L,S,T,W)为研究对象,以不同盐胁迫浓度以及碱胁迫浓度为试验处理,对梯牧草苗期生物量、脯氨酸及可溶性糖含量、抗氧化酶活性进行测定分析。结果表明,随着盐、碱胁迫程度增加,4份梯牧草材料根冠比、抗氧化酶活性、可溶性糖及脯氨酸含量均呈增加趋势,盐胁迫下地上、地下生物量呈降低趋势,碱胁迫下呈先增后降的趋势;不同梯牧草材料经过盐胁迫及碱胁迫处理后各指标间存在较高的相关性;通过隶属函数进行综合评价发现4份材料耐盐性排序为T>W>S>L,耐碱性排序为T>S>W>L。

内生真菌对宿主布顿大麦耐碱性的渗透调节和膜系统影响

为了研究带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)布顿大麦(Hordeum bogdanii)的耐碱性,选择来源于新疆阿克苏温宿县的带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)布顿大麦种子,先在培养皿中进行发芽,然后进行室内蛭石无土栽培,对其进行21 d的不同浓度混合碱胁迫处理,测定其渗透调节和膜系统变化。结果表明,在相同混合碱处理下,E-植株的相对电导率均显著高于E+植株(P<0.05),E+植株的细胞通透性弱于E-植株。在碱胁迫下E+植株的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于E-植株(P<0.05)。内生真菌具有提高宿主渗透调节物质和降低膜损伤来提高布顿大麦抗碱的能力。

耐盐碱根际促生细菌对盐碱胁迫下紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响

通过室外盆栽试验,以紫花苜蓿为对象,并选择实验室前期筛选得到的耐盐碱且具有促生能力的根际促生细菌嗜麦芽寡养单胞菌(JT4)和普城沙雷氏菌(JG1)作为供试菌株,试验设置了盐碱胁迫处理以探究两种根际促生细菌对紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响,发现在盐碱胁迫条件下,与CK相比,紫花苜蓿接种JT4和JG1后,增加了株高、根长、茎粗、根鲜重和根干重等;同时接种降低了丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性,提高了根系活力、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量。表明耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1能有效缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿根系的损伤,为耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1在植物抗盐碱材料的筛选和盐碱地改良中的应用提供了理论依据。

盐碱胁迫下湖南稷子苗期根系分泌物代谢组学

盐碱胁迫下植物根系分泌物包含丰富生化信息并具有重要生态作用。为了探讨耐盐碱牧草湖南稷子(Echinochloa frumentacea)在盐碱胁迫下根系分泌物组成,揭示其在盐碱胁迫下的生理及生态作用,以湖南稷子为试验对象,在人工气候室开展水培试验,并在苗期分别进行中性盐(NaCl+Na_(2)SO_(4)100 mmol/L)、碱性盐(NaCl+NaHCO_(3)100 mmol/L)和碱(Na_(2)CO_(3)+NaHCO_(3)50 mmol/L)处理。在处理3 d后,利用液质联用仪(LC⁃MS/MS)检测对照组和处理组根系分泌物的化合物成分。结果表明,盐碱胁迫下湖南稷子根系分泌物共有334种化合物。依据正交偏最小二乘法判别分析(OPLS、|DA),重要值(VIP)得分及t检验的P值,发现对照比SaSo100(碱性盐处理100 mmol/L),对照比Soda50(碱处理50 mmol/L)和对照比Salt100(中性盐处理100 mmol/L)分别有22、15和21个差异根系分泌物。其中碱性盐和碱处理下根系分泌物组成相近,包括脂质、酚酸,生物碱,苯酞类,氨基糖,萜类,醌类,氨基酸及其衍生物;中性盐处理下有脂质、酚酸,生物碱,苯酞类,萜类。京都基因与基因组百科全书注释及富集发现,盐碱胁迫下根系分泌物不仅含有三羧酸循环代谢产生的碳水化合物、核苷酸,氨基酸,脂肪酸,类脂和维生素等物质,而且与瓦博格效应、膜运输,信号传导以及遗传信息处理等途径有关。研究表明,湖南稷子通过根系分泌物渗出,调节自身代谢物浓度,加强或改变碳同化、呼吸作用、信号传导等提高对盐碱胁迫的适应性。