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植物響應鹽堿脅迫的生理和分子機制研究進展

2024-12-06 00:00:00關秀玲申健
江蘇農業科學 2024年21期
關鍵詞:植物

摘要:鹽堿脅迫作為植物生長的逆境因素之一,對植物生長發育產生顯著的影響。植物在遭受到鹽堿脅迫后,植物的組織、器官發育與分化受到阻礙,生長速度緩慢,幼苗根系生長受阻,植株矮化。鹽堿脅迫不僅會影響植物的光合作用,使酶活性發生變化,造成代謝紊亂,還會影響其他生命活動如蛋白合成等,嚴重時可造成植株死亡。因此,探究鹽堿脅迫對植物的影響已成為迫切需要解決的問題。本文綜述了鹽堿土壤的成因、植物響應鹽堿脅迫的適應性反應,包括植物生長特性、生理生化機制、分子機制和組學機制;總結了鹽堿脅迫危害植物的原因、參與鹽堿脅迫的轉錄因子、響應鹽堿脅迫的信號途徑,同時闡明了提高植物耐鹽堿能力的方法,以期為培育耐鹽堿植物提供參考和理論基礎。

關鍵詞:鹽堿脅迫;生長特性;生理生化機制;分子機制;組學機制;植物;響應

中圖分類號:S184;Q945.78 文獻標志碼:A

文章編號:1002-1302(2024)21-0010-07

收稿日期:2023-12-05

基金項目:黑龍江省省屬高等學校基礎科研業務費(編號:2022-KYYWF-0598)。

作者簡介:關秀玲(1999—),女,黑龍江訥河人,碩士研究生,主要從事水生植物開發與利用研究。E-mail:3550617481@qq.com。

通信作者:申 健,博士,副教授,主要從事經濟植物栽培生理研究。E-mail:myshenjian@163.com。

全球的鹽堿土壤分布非常廣泛,根據聯合國糧食及農業組織(糧農組織)和聯合國教育、科學及文化組織(教科文組織)的統計數據,世界上大約有9.5億hm2的鹽堿土壤[1-2。當前,世界上至少100個國家都面臨著鹽堿地的威脅,中國尤其嚴重。我國的鹽堿地在東北、西北、華北和濱海地區廣泛分布,約占全部耕地的10%以上[3-6。伴隨著工業化進程,生態環境也在不斷惡化,每年的鹽堿化土地還在不斷增加。鹽堿土作為地球上分布最廣泛的土壤類型之一,人們逐漸認識到鹽堿地也是一種不可忽視的重要土地資源,具有很大的發展潛力和科研價值7-8。鹽堿地鹽漬化是指可溶鹽分在土壤中積聚,從而對植物造成危害,所有能夠發生鹽化和堿化作用的土壤都被稱為鹽漬土,包括鹽土、堿土和各類鹽化堿化土[9。造成土壤鹽堿化的原因主要有自然因素和人為因素2種,自然因素包括自然氣候、水文活動、地形地貌等,都是造成鹽堿土的內在因素;人為因素,如造成次生鹽堿地的產生,是造成鹽堿地的外在原因[10-11。對自然界有害的鹽類有2種,一種是以NaCl為主的中性鹽類,另一種是以Na2CO3為主的堿性鹽類。此外,對植物生長發育有重要影響的鹽類包括硫酸鈉(Na2SO4),堿類有碳酸氫鈉(NaHCO3[12-13。植物在受到鹽脅迫后,其組織、器官生長和分化受阻,生長速度減慢,幼苗根系生長受阻,地上部分、地下部分鮮重下降,植株矮化14-15。當土壤中的鹽分含量較高時不僅會影響植物進行光合作用,改變酶的活性導致代謝失調,還會影響蛋白質合成等其他生命過程,嚴重時甚至會引起植物死亡[16。李曉雅等認為,不同的鹽分在不同濃度下對植物生長、生理功能的影響不同,且濃度越大、脅迫時間越長,影響就越顯著17-18

1 植物生長特性對鹽堿脅迫的響應

1.1 植物種子萌發對鹽堿脅迫的響應

種子吸脹是種子發芽的首要步驟,在與水直接接觸時,種子會快速吸水、脹大,直至水飽和。種子吸脹受多種因素的影響,其中鹽分是最重要的環境因子之一,土壤溶液中的高鹽脅迫會抑制種子對水分的吸收,主要是通過滲透脅迫和離子毒害來影響種子的吸脹萌發[19。代婷等以大葉補血草種子為試材,采用不同濃度Na2SO4、NaHCO3及其混合鹽(Na2SO4 ∶NaHCO3=1 ∶1)溶液處理種子發現,大葉補血草種子萌發率、發芽勢、發芽指數、活力指數均隨鹽溶液濃度升高而呈降低趨勢;在高濃度鹽脅迫下,3種鹽處理種子后的相對鹽害率表現為Na2SO4>混合鹽>NaHCO3[20。張旗等采用不同濃度的NaCl溶液、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液處理野生大豆種子發現,80 mmol/L NaCl溶液、30 mmol/L Na2SO4溶液處理組種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數最高,相對損傷率最低;Na2CO3溶液處理組的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數隨著Na2CO3濃度的增大而減小,而相對損傷率隨著Na2CO3濃度的增大而增大[21

1.2 植物幼苗生長發育對鹽堿脅迫的響應

鹽堿脅迫是影響植物生長發育的主要因素之一,通常會導致植物生長發育遲緩,葉片變黃、干枯、脫落,嚴重時可導致葉片枯萎,甚至死亡[22-23。郝艷玲等針對白榆幼苗進行試驗,發現其幼苗對鹽分脅迫響應較敏感,在低鹽分(10 mmol/L)時表現出明顯的抑制作用,脅迫35 d后,其植株的總生物量、株高和地上直徑都隨鹽分濃度的增加而減少,當混合鹽濃度高于50 mmol/L時,各個處理之間的減幅基本保持不變[24。鞏志勇探究了混合鹽堿脅迫對香椿幼苗生長的影響,在低鹽條件(50 mmol/L)下,不同堿處理下的香椿幼苗葉片舒展、翠綠,苗高增長明顯較對照高,總體長勢良好。在中等鹽分(100 mmol/L)條件下,隨堿度的逐漸升高,葉尖變黃、干枯,但總體生長狀況仍很好;在高鹽(150~200 mmol/L)條件下,其葉片枯黃且嚴重脫落[25

根系是植物最重要的營養器官,它不僅能從土壤中吸收和運輸水分、無機鹽和礦物質,還能合成各種有機物。植物在應對鹽堿逆境時,根系是最先感知并作出適應性調整的器官[26-28。在堿脅迫下植物根系是直接和主要的受害部位,對根系造成的傷害將引起植物生長所需水分供應不足,從而影響根系對營養元素的吸收能力29。在不同鹽脅迫條件下,植物會發生一系列形態和結構上的變化。作為感受鹽脅迫最直接的器官,根系的生物量、根長、表面積、根尖數、分枝數、根冠比等是衡量植株生長狀況的直接形態指標30。王聰認為,鹽脅迫對小麥根生長有抑制作用,隨著鹽分濃度的增加,根系長度會減小,而根系的直徑、表面積和體積卻明顯增加31

大多數植物對鹽分都較敏感,因此,在植物遭受鹽脅迫時,會在某種程度上抑制組織器官的生長和分化。鹽脅迫會使植物葉面積的擴展變慢,當生長環境中的鹽含量變高時,植物的葉面積就會慢慢地停止增長,無論是葉片的鮮重還是干重都呈現出下降的趨勢[32-34

2 植物響應鹽堿脅迫的生理生化機制

2.1 植物光合生理對鹽堿脅迫的響應

光合作用作為植物重要的生理生態特性之一,在植物生長發育過程中起著重要作用。植物的光合作用能力代表同化能力和形成碳水化合物的能力。因此,深入了解植物的光合作用機理,對了解植物產量的形成規律有著十分重要的意義[35

2.1.1 植物光合特性對鹽堿脅迫的響應

光合系統受到鹽脅迫的主要原因有2個,一個是限制葉綠素合成或加速葉綠素降解,另一個是通過氣孔限制或非氣孔限制對光合作用產生影響[36。鞏志勇等認為,在高鹽堿脅迫下,植物葉片的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率等光合參數會降低。其中,氣孔導度的降低表明植物從環境中吸收CO2的能力降低,從而導致光合碳同化能力降低;同時,蒸騰速率的降低也會使植株對鹽分的吸收受到抑制[37-39。高顯穎等認為,水稻的凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)在低鹽堿度條件下無顯著差異。隨著鹽脅迫程度的加重,各個處理間的凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)均明顯降低[40。鞏志勇等對鹽堿脅迫下香椿幼苗的光合作用和抗逆性的生理特征進行分析發現,在pH值為7.16、鹽濃度為150 mmol/L條件下,香椿幼苗的葉綠素含量仍維持在較高的水平,但隨著堿性的持續增強,其含量顯著降低。葉綠素含量下降,可能是因為在高鹽堿條件下植物體內的離子穩態被破壞,影響Mg2+的沉淀,從而導致葉綠素減少,最終影響到香椿幼苗的光合效率37。郭家鑫等對不同鹽堿條件下棉花葉片中的蛋白組學進行初步研究,并對其進行差異分析發現,鹽脅迫和堿脅迫均會抑制棉花生長。在鹽脅迫下,葉片中與光合有關的蛋白質表達下降,光合作用受到明顯的抑制,而碳水、能量代謝則增強,消耗的光合產物增多;在堿性條件下,棉花的光合作用沒有受到明顯的抑制,并有更多的光合產物可能被轉運到根系分泌有機酸41

2.1.2 植物葉綠素熒光特性對鹽堿脅迫的響應

葉綠素熒光動態參數的研究對于理解植物自身的生理狀況以及與外界環境的相互關系有著非常重要的意義,它可以快速、靈敏地直接或間接反映光合作用的通暢性。掌握植物體內的葉綠素熒光參數的變化,能夠對光系統中的光能吸收、傳輸、耗散、分配等信息有一個清晰的認識[42-43。賈子怡利用NaCl脅迫艾草,2種艾草在鹽脅迫下,其凈光合速率及葉綠素熒光特征發生變化,NaCl脅迫可加速2種艾草葉片PSⅡ活性中心的關閉,造成其最大光合效率(Fv/Fm)和實際光化學效率(ΦPS)顯著降低,并伴隨著光合電子轉移能力的下降。同時,2種艾草的非光化學猝滅(NPQ)也顯著增加,表明NaCl增加導致艾草葉片熱耗散能力增強,緩解了其對光合系統的損害[36。錢玥等通過設置不同的鹽堿土壤探究鹽堿脅迫對枸杞幼苗生長及葉綠素熒光特性的影響,發現在半營養土半鹽堿土組和完全鹽堿土組中枸杞葉片光系統Ⅱ(PSⅡ)光反應中心的開口數(qL)出現了先上升后下降的情況,PSⅡ最大光化學量子產率(Fv/Fm)在鹽堿脅迫中后期顯著降低(Plt;0.05),而非光化學淬滅系數(qN)則顯著上升(Plt;0.05);調節性能量耗散的量子產額(YNPQ)隨脅迫時間的延長維持在一個很高的水平,而非調節性能量耗散的量子產額(YNO)則在脅迫后期顯著升高(P<0.05);類囊體質子傳導率(gH+)整體呈下降趨勢,但電致變色帶移衰退總幅度(ECSt)在稍有下降后又顯著上升(P<0.05)。說明隨著鹽堿脅迫程度的加強,與半營養土半鹽堿土組相比,完全鹽堿土組的各種生理指標具有更大的波動性,且其變化幅度也更大,而與全養分土壤相比其差異更加明顯[44

2.2 抗氧化酶

鹽堿脅迫下,植物受到滲透壓、離子等多種因素的影響,引起機體內部代謝失衡,進而影響對光合作用的吸收和利用,從而產生大量的活性氧(ROS)。ROS過多會引發脂質過氧化或膜質脫脂,使細胞膜結構受損,導致電解質及部分小分子有機質泄漏,進而影響細胞的物質交換平衡;過量的ROS還可能引起脂質過氧化、酶失活、蛋白降解及DNA分子變性等,嚴重影響細胞的正常代謝功能。植物體內的活性氧清除機制是維持其正常生理活動的重要手段。植物在感受外界脅迫時,會通過酶促保護機制將其清除。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等都屬于酶促體系[45-49。徐婷等以耐鹽型、鹽敏感型花生為材料,采用不同的鹽堿濃度對其進行處理發現,隨著脅迫濃度的增大,不同品種花生的POD、SOD活性均呈先升高后降低的趨勢,耐鹽型品種的酶活性降幅小于鹽敏感型品種,而在NaCl和NaCl+NaHCO3脅迫下CAT活性呈下降趨勢,NaHCO3脅迫下呈小幅升高再降低的趨勢;MDA含量明顯升高,且耐鹽堿品種的MDA含量比鹽堿敏感品種低[50。喬楓等用不同濃度的NaHCO3對青稞幼苗進行處理,發現MDA含量、可溶性糖含量及氧自由基生成率均隨NaHCO3脅迫濃度的升高而升高;脯氨酸在幼苗體內的含量表現為先增加后減少,0.8 g/L NaHCO3處理時達最高水平(Plt;0.05)[51

2.3 滲透調節物質積累

在鹽堿脅迫條件下,植物通過吸收大量的K+、Na+、Ca2+等無機離子來降低細胞內的滲透勢,同時也會產生大量的小分子有機物,如可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、甜菜堿、有機酸等,提高植株的水分吸收能力,從而緩解滲透脅迫帶來的危害52-53。李子英等認為,隨脅迫濃度增加,鹽柳葉片中的脯氨酸、可溶性糖含量均有不同程度的增加,且堿性鹽處理對鹽柳的損害要大于中性鹽處理[54。有機酸具有清除植物體內ROS的功能,對植物體內的酸堿平衡、離子平衡起著重要的調控作用。另外,凌磊等認為,燕麥在鹽堿條件下以Cl-的累積為主,而在堿性條件下則以有機酸為主[55-56

2.4 離子平衡

在植物中各種礦物質離子之間保持著一種動態平衡,以維持水分和電荷平衡等正常的生理功能。鉀是一種植物必需的營養物質,在酶活性、電荷平衡和滲透調節等方面發揮著重要作用;在胞質內只有很少且高濃度的鉀離子才具有特殊作用。此外,鈉元素也是植物的一種非必需滲透調節離子。無機離子不僅在植物中發揮著重要作用,還可以通過調節 Na+/K+的值來維持植物的離子穩態,這種穩態反映了植物對逆境脅迫的響應水平差異。高玉剛等認為,Na+/K+的值可以用來衡量植物的耐鹽性[57-59。Na+除影響養分吸收外,還能與根部質膜轉運體相互作用,如K+選擇性離子通道蛋白,而過多的Na+則會抑制根的生長發育。K+會激活50多種酶參與蛋白質合成,而K+又能幫助tRNA與核糖體結合,所以在鹽脅迫下產生的高濃度鈉離子可能引起蛋白質合成異常。然而,某些耐鹽物種卻能在液泡中區域化Na+來削弱其對環境的毒害作用[60

3 植物響應鹽堿脅迫的分子機制

3.1 鹽堿脅迫轉錄因子

轉錄因子是一類有獨特結構域的蛋白,它們調控著植物生長發育,在逆境條件下可以通過調節與植物抗性以及適應性相關的靶基因在脅迫環境中快速表達。核內轉錄因子在“脅迫響應”中扮演重要角色,其功能通過信號轉導級聯過程被放大,在信號傳遞過程中,它首先感知逆境信號,進而調節并誘導下游逆境相關基因的表達。目前已研究鑒定到多個轉錄因子參與鹽堿脅迫的調控,如WRKY、bZIP、MYB bHLH、AP2/ERF、NAC、CBF/DREB1、C2H2、ZFP等[61

鋅指蛋白家族WRKY在植物抗逆反應中也發揮著關鍵作用。玉米ZmWRKY33基因的表達受高鹽脅迫的誘導,過表達ZmWRKY33可以激活脅迫誘導基因RD29A,從而提高植物對鹽脅迫的耐受性[62

bZIP是一類在生物體內普遍存在的轉錄因子,它參與了ABA對基因的調節。目前已知的ABF/AREBbZIP家族的成員包括ABF1、ABF2/AREB1、ABF3、ABF4/AREB2,其中ABF1參與低溫反應;ABF2/AREB1、ABF3、ABF4的過量表達,使轉基因植株對脫落酸的敏感性增強,暗示其在 ABA信號通路中起著積極作用[63

MYB基因是轉錄因子家族中重要成員之一,它不僅參與植物的生長代謝、環境因子的應答等多個方面,且在植物多方面生理生化機制建成中起著非常重要的調節作用[64。王雙成認為,鹽處理和紫外線照射均能顯著誘導GmMYB12B2基因的表達,同時將轉基因擬南芥與野生型植株相比,其對鹽脅迫和紫外線輻射的耐受性顯著增強,說明GmMYB12B2基因可能在植物逆境響應中起著重要的調節作用[61

3.2 植物鹽堿脅迫信號轉導

植物響應鹽堿脅迫的信號途徑主要有ABA途徑、蛋白激酶途徑、SOS途徑。SOS途徑是植物最早被發現的一條重要的逆境應答通路,其核心步驟是SOS3(EF鈣結合蛋白)感應鹽脅迫介導的Ca2+信號,與SOS2(絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶)相互作用并激活SOS2,激活的SOS2磷酸化后激活SOS1。SOS1是一個定位于植物根部和木質部的細胞膜上質膜Na+/H+逆向轉運蛋白,其活化后能將多余的鈉從根部排出,并將鈉輸送到植物的木質部,經遠距離運輸到葉[65

ABA是一種重要的植物激素,它在細胞和根系中起著重要的調節作用,并參與控制植物的生長、發育和代謝。ABA信號通路是植物對鹽堿脅迫反應的主要步驟。PYL蛋白家族作為ABA的受體,Ca2+OSCA1通道可能參與檢測滲透信號。激活CPK和CBLs-CIPKs,從而激活SnRK2s并促進ABA的收集。且ABA還能夠誘導NO和PA等信號分子,并能活化MAPK途徑[66

蛋白激酶(protein kinases,PKs)和蛋白磷酸酶(protein phosphatases,PPs)介導的去磷酸化是一種重要的蛋白翻譯后修飾方式。蛋白激酶是一類重要的蛋白質,它通過磷酸化修飾ATP和AGP上的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等氨基酸殘基,將磷酸化位點從ATP或AGP傳遞到其他目標分子,被催化的底物蛋白從而參與各種信號轉導,如擬南芥SnRK1激酶通過磷酸化bZIP63激活cy PPDK的啟動子,進而影響種子貯藏物質降解,最終影響幼苗的形成。水稻中酪蛋白激酶Ⅱ(casein kinase 2,CK2)通過磷酸化Os TGA5,在免疫應答途徑中削弱了對防衛基因轉錄的抑制作用。蛋白質磷酸酶可通過去磷酸化修飾蛋白質去除磷酸化位點,從而達到動態調節蛋白質磷酸化水平的目的,如擬南芥Ⅰ類蛋白磷酸酶 TOPP可通過對ATG13a的去磷酸化使ATG1a-ATG13a復合體形成,從而影響自噬的發生;BSL家族蛋白磷酸酶在氣孔發育過程中發揮著重要作用,其中位于細胞膜上的成員通過去磷酸化作用活化YDA(MAPKKK),進而激活MAPK信號級聯抑制氣孔發育;核內成員則通過去磷酸化作用抑制MA-PK3/6,從而促進氣孔發育[67

4 植物響應鹽堿脅迫的組學機制

4.1 轉錄組

轉錄組測序(RNA-Seq)是一種顛覆性的分子生物學研究工具,它具有比微陣列技術更高的精確度,可以量化基因的表達水平,并提供mRNA分析和非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)分析。目前,利用RNA-Seq進行的轉錄組分析可識別多種非生物逆境(如鹽堿、高/低溫、干旱等)脅迫下差異表達的ncRNAs、mRNA和選擇性剪接的異構體[68。馬進等以紫花苜蓿為試材,通過對常規培養及鹽脅迫處理的2份紫花苜蓿根系進行轉錄組數據分析對比,并利用qRT-PCR技術對其中幾個關鍵基因的表達特征進行驗證發現,NaCl脅迫72 h時,在紫花苜蓿根系中共檢測出31 907個表達量變化的基因,其中表達量差異達到2倍以上的基因有 2 758 個,包括199個轉錄因子,這些差異表達的基因功能在次生代謝、激素代謝與信號傳導、病原微生物互作等方面發揮著重要作用。通過對6個被隨機選取的基因進行實時熒光定量PCR檢測,發現它們在脅迫前后的表達特征與轉錄組測序結果基本吻合[69。劉藝平等通過對比2種荷花在混合鹽堿脅迫下的轉錄組數據,共檢測到4 916條差異表達基因,其中3 101條上調,1 815條下調,分析抗性品種的49個特有差異基因發現,與細胞壁合成有關基因在耐鹽堿脅迫中起著重要作用;GO富集分析結果顯示,敏感品種與抗性品種之間的差異基因富集最多的條目相同,而敏感品種中富集的差異基因數量更多,推測不同材料間基因功能的差異在決定材料特性時發揮著重要作用;KEGG通路分析表明,苯丙烷合成途徑在抗逆過程中起著關鍵作用,而敏感品種則因碳代謝途徑的失調而表現出較低的抗鹽性[70

4.2 代謝組

代謝組學是以生物體內的代謝產物為研究對象,通過高通量的化學分析方法,對生物體內的代謝產物進行定性和定量的檢測與分析,進而對代謝途徑和代謝物含量的變化進行研究。代謝產物為細胞生理活動的終產物,植物代謝物的累積及次級代謝既與植株的生長發育有緊密聯系,又受外界因子調控,其水平反映生物體對環境與基因改變的根本響應,當生物體受到脅迫時,基因表達發生變化,從而導致各種代謝物發生改變,以維持機體的代謝平衡。生物體在逆境條件下的響應機理是代謝組學研究的重要內容之一。高玉剛認為,植物體內存在多種代謝途徑,如糖酵解、氨基酸和三羧酸代謝等,參與調節植物對鹽堿逆境的響應[57。Lu等針對高羊茅和星星草混合鹽堿脅迫代謝組進行研究,發現酮戊二酸、烏頭酸、脯氨酸、可溶性糖和山梨糖等物質大量積累并發揮調節作用,表明有機酸、氨基酸和糖類在防御植物非生物應激方面非常重要[71-72

4.3 蛋白質組

蛋白質組是指生物體內所表達的全部蛋白質,探究它們在蛋白層面上的功能調節,以及它們之間的相互作用。其目標是從整體角度,運用相關方法,對胞內蛋白的動力學、表達量、蛋白修飾等進行解析,理解蛋白之間的相互作用關系,從而闡明蛋白在細胞內生命活動中的作用[73。李波等利用iTARQ技術結合反相液相色譜與液相串聯色譜,對紫花苜蓿在鹽堿脅迫條件下的蛋白表達情況進行分析,篩選出差異蛋白質,并對其進行生物信息學研究。結果表明,在鹽脅迫條件下紫花苜蓿葉片中存在318個顯著差異蛋白,包括172個上調蛋白和146個下調蛋白,均涉及多個代謝通路,其中光合蛋白表達量整體水平下降,與苯丙素合成、苯丙氨酸代謝和黃酮合成相關蛋白表達整體上調[74。王霞霞等從燕麥中獲得燕麥蛋白、燕麥蛋白N9、蛋白二硫鍵異構酶等3個表達顯著上調的蛋白,并發現其表達水平的變化與鹽脅迫下燕麥種子萌發的生理活性密切相關[75

5 結論與展望

綜上,鹽堿脅迫會顯著影響植物的生長發育及物質積累,包括光能的吸收與傳遞等多個過程[76-79以及對細胞膜的損傷,同時增強抗氧化系統的能力。近年來,通過基因組、轉錄組、蛋白組和代謝組等研究手段,對植物的耐鹽機理進行深入的研究80

植物在其生長發育過程中為了抵抗土壤環境的變化,會形成一系列的調控機制來應對逆境。在外部形態上,通過調整根系、莖干和葉片的生物量,減輕逆境造成的損害;在生理生化上,逆境條件下植物細胞膜的結構和功能都會受到損傷,間接導致細胞膜透性發生變化;此時,植物細胞會利用滲透壓調控機制使自身恢復平衡,并利用不同的保護性酶對其進行降解清除,從而減少由于鹽分升高而導致的毒害;同時在植物中還可以合成具有保護功能的蛋白,提高植株對鹽堿脅迫的耐受能力[81,即在鹽堿脅迫條件下,植物表現出多種生存機制。植物的耐鹽性受諸多因子的調控,轉入單個基因只能獲得部分抗性,提高植物耐鹽性的途徑有培育抗逆品種,施用外源物質,接種菌劑等多種途徑[82

鹽堿脅迫是一種多因子共同作用的非生物脅迫,可通過多個途徑抑制植物的生長發育,從而引起各種生理和代謝的異常。植物是富有生命的有機體,其生理功能的失調將會引起一系列的問題[83。因此,鹽堿脅迫植物的研究越來越受到重視。但截至目前,鹽堿脅迫對植物生長的影響仍有很多地方尚不清晰,還有待進一步研究。

參考文獻:

[1]Liu D,Ma Y,Rui M M,et al. Is high pH the key factor of alkali stress on plant growth and physiology?A case study with wheat (Triticum aestivum L.) seedlings[J]. Agronomy,2022,12(8):1820.

[2]姚 婷. 鹽堿復合脅迫對小麥幼苗生長和根相關微生物群落結構的影響[D]. 呼和浩特:內蒙古農業大學,2022.

[3]高青青. 苦槐耐鹽堿脅迫的生理與分子機理研究[D]. 太谷:山西農業大學,2022.

[4]范王濤. 土壤鹽堿化危害及改良方法研究[J]. 農業與技術,2020,40(23):114-116.

[5]李 明,畢江濤,王 靜. 寧夏不同地區鹽堿化土壤細菌群落多樣性分布特征及其影響因子[J]. 生態學報,2020,40(4):1316-1330.

[6]Li P Y,Qian H,Wu J H. Conjunctive use of groundwater and surface water to reduce soil salinization in the Yinchuan Plain,North-West China[J]. International Journal of Water Resources Development,2018,34(3):337-353.

[7]鄒春雷. 甜菜適應堿性鹽脅迫的生理機制及其轉錄組分析[D]. 哈爾濱:東北農業大學,2019.

[8]李俊偉. 燕麥對鹽脅迫和堿脅迫的響應機制[D]. 呼和浩特:內蒙古農業大學,2022.

[9]李壽冰,趙鈺琪,曹幫華,等. 鹽堿脅迫對2種地被竹葉綠素含量的影響[J]. 世界竹藤訊,2022,20(增刊1):35-43.

[10]張新月. 鹽脅迫對苦蕎生長及產量的影響[D]. 貴陽:貴州師范大學,2023.

[11]章 志,宋曉村,邱 宇,等. 江蘇沿海灘涂資源開發利用研究[J]. 海洋開發與管理,2015,32(3):45-49.

[12]胡鈺婕,吳 璽,王證德,等. 鹽堿脅迫對馬鈴薯生理生態特性的影響研究進展[J]. 熱帶農業科學,2022,42(12):80-85.

[13]趙可夫,李法曾,樊守金,等. 中國的鹽生植物[J]. 植物學通報,1999(3):201-207.

[14]申婉箏. 外源褪黑素對大豆鹽堿脅迫的緩解效應研究[D]. 大慶:黑龍江八一農墾大學,2023.

[15]劉 月,寇從賢,付桂萍,等. 褪黑素對大豆幼苗鹽害的緩解效應及機理研究[J]. 中國油料作物學報,2017,39(6):813-819.

[16]鄧甜甜. 紫金牛對鹽堿脅迫的生理響應研究[D]. 長沙:中南林業科技大學,2021.

[17]李曉雅,趙翠珠,程小軍,等. 鹽脅迫對亞麻薺幼苗生理生化指標的影響[J]. 西北農業學報,2015,24(4):76-83.

[18]高兵兵,鄭春芳,徐軍田,等. 緣管滸苔對海水鹽度脅迫的生理響應[J]. 應用生態學報,2012,23(7):1913-1920.

[19]管 峰. 鹽脅迫影響豆科牧草種子萌發的生理機制[J]. 南方農機,2023,54(18):41-43.

[20]代 婷,梅新娣. 不同鹽堿脅迫對大葉補血草種子萌發及幼苗生長的影響[J]. 北方園藝,2023(11):106-112.

[21]張 旗,陶夢慧,李 丹,等. 鹽堿脅迫對野生大豆種子萌發的影響[J]. 畜牧與飼料科學,2022,43(4):104-108.

[22]張曉艷,邊 境,趙 越,等. 蘇打鹽堿脅迫對漢麻生長發育的影響[J]. 中國農學通報,2023,39(13):1-7.

[23]宋 丹. 幾個引進樹種幼苗耐鹽特性及耐鹽性評價研究[D]. 呼和浩特:內蒙古農業大學,2006.

[24]郝艷玲,閆 偉. 混合鹽脅迫對白榆幼苗形態及生理指標的影響[J]. 中國農業科技導報,2022,24(7):69-76.

[25]鞏志勇. 香椿種子萌發及幼苗生長對鹽堿脅迫的響應[D]. 泰安:山東農業大學,2021.

[26]毛 爽,周萬里,楊 帆,等. 植物根系應答鹽堿脅迫機理研究進展[J]. 浙江農業學報,2021,33(10):1991-2000.

[27]李秉鈞,顏 耀,吳文景,等. 環境因子對植物根系及其構型的影響研究進展[J]. 亞熱帶水土保持,2019,31(3):41-45.

[28]弋良朋,王祖偉. 鹽脅迫下3種濱海鹽生植物的根系生長和分布[J]. 生態學報,2011,31(5):1195-1202.

[29]劉晨露. 富平楸子根系氨基酸代謝對堿脅迫的響應機制研究[D]. 楊凌:西北農林科技大學,2022.

[30]王明睿,楊 升,劉 星,等. 鹽脅迫下植物根系特征及其微生物的互作關系[J]. 世界林業研究,2023,36(4):22-27.

[31]王 聰. 鹽分差異分布對棉花幼苗根系形態及生理功能的影響[D]. 保定:河北農業大學,2023.

[32]盧海峰. 鹽脅迫、干旱脅迫對紫花苜蓿生長和生理及葉片氮特征的影響[D]. 揚州:揚州大學,2022.

[33]江勝德,郭 蘭,王鄺佳,等. L-谷氨酸對白芨組培苗葉綠素含量·礦質元素吸收及生長的影響[J]. 安徽農業科學,2015,43(20):143-145.

[34]Martinelli T,Whittaker A,Bochicchio A,et al. Amino acid pattern and glutamate metabolism during dehydration stress in the ‘resurrection’ plant Sporobolus stapfianus:a comparison between desiccation-sensitive and desiccation-tolerant leaves[J]. Journal of Experimental Botany,2007,58(11):3037-3046.

[35]王新靚,盧 杰. 植物葉片解剖結構與光合作用研究概況[J]. 農業與技術,2023,43(16):78-82.

[36]賈子怡. NaCl脅迫對艾草葉片光合作用和葉綠素熒光特性的影響[D]. 泰安:山東農業大學,2023.

[37]鞏志勇,辛建華,商小雨,等. 鹽堿脅迫下香椿幼苗光合及抗逆生理特性[J]. 西北植物學報,2021,41(7):1199-1209.

[38]Mafakheri A,Siosemardeh A,Bahramnejad B,et al. Effect of drought stress on yield,proline and chlorophyll contents in three chickpea cultivars[J]. Australian Journal of Crop Science,2010,4(8):580-585.

[39]Lawlor D W,Cornic G.Photosynthetic carbon assimi-lation and associated memtabolism in relation to water deficitin higher plants[J]. Plant,Cell amp; Environmrnt,2002,25(2):275-294.

[40]高顯穎,義如格勒圖,巴圖倉,等. 蘇打鹽堿脅迫對灌漿期水稻劍葉光合特性和產量的影響[J]. 安徽農業科學,2018,46(8):61-63.

[41]郭家鑫,葉 揚,郭慧娟,等. 鹽堿脅迫對棉花葉片蛋白質組的影響及差異性分析[J]. 作物學報,2024,50(1):219-236.

[42]錢創建,張 微,張紅雪,等. 龍葵砧木嫁接馬鈴薯對嫁接植株光合作用和葉綠素熒光特性影響[J]. 農業與技術,2023,43(16):22-26.

[43]李鵬民,高輝遠,Strasser R J. 快速葉綠素熒光誘導動力學分析在光合作用研究中的應用[J]. 植物生理與分子生物學學報,2005(6):559-566.

[44]錢 玥,饒良懿. 鹽堿脅迫對枸杞幼苗生長與葉綠素熒光特性的影響[J]. 森林與環境學報,2022,42(3):271-278.

[45]李 娜. 不同基因型大白菜對鹽堿脅迫的響應特性[D]. 泰安:山東農業大學,2022.

[46]Tavakkoli E,Fatehi F,Coventry S,et al. Additive effects of Na+and Cl-ions on barley growth under salinity stress[J]. Journal of Experimental Botany,2011,62(6):2189-2203.

[47]Ahmad P,Jaleel C A,Salem M A,et al. Roles of enzymatic and nonenzymatic antioxidants in plants during abiotic stress[J]. Critical Reviews in Biotechnology,2010,30(3):161-175.

[48]Kubi? J,Floryszak-Wieczorek J,Arasimowicz-Jelonek M. Polyamines induce adaptive responses in water deficit stressed cucumber roots[J]. Journal of Plant Research,2014,127(1):151-158.

[49]Suzuki N,Koussevitzky S,Mittler R,et al. ROS and redox signalling in the response of plants to abiotic stress[J]. Plant,Cell amp; Environment,2012,35(2):259-270.

[50]徐 婷,李鎖丞,王海江,等. 鹽堿脅迫下花生生長及生理特性的研究[J]. 西北農業學報,2023,32(6):866-877.

[51]喬 楓,周 誠,戴江天,等. NaHCO3脅迫下青稞幼苗相關生理指標的變化[J]. 青海科技,2022,29(3):108-112.

[52]吳 榮. 過表達GsNAC2基因高粱響應鹽堿脅迫的分子機制研究[D]. 大慶:黑龍江八一農墾大學,2023.

[53]Zhou Z X,Li Z Y,Zhang Z Q,et al. Treatment of the saline-alkali soil with acidic corn stalk biochar and its effect on the sorghum yield in western Songnen Plain[J]. The Science of the Total Environment,2021,797:149190.

[54]李子英,叢日春,楊慶山,等. 鹽堿脅迫對柳樹幼苗生長和滲透調節物質含量的影響[J]. 生態學報,2017,37(24):8511-8517.

[55]凌 磊. 紫花苜蓿耐鹽堿關鍵基因高通量篩選的多組學整合研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱師范大學,2021.

[56]Gao Z W,Han J Y,Mu C S,et al. Effects of saline and alkaline stresses on growth and physiological changes in oat (Avena sativa L.) seedlings[J]. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca,2014,42(2):357-362.

[57]高玉剛. 基于轉錄組和代謝組聯合分析燕麥響應鹽堿脅迫的機制研究[D]. 大慶:黑龍江八一農墾大學,2022.

[58]Wakeel A,Farooq M,Qadir M,et al. Potassium substitution by sodium in plants[J]. Critical Reviews in Plant Sciences,2011,30(4):401-413.

[59]Iqbal H,Chen Y N,Waqas M,et al. Differential response of quinoa genotypes to drought and foliage-applied H2O2 in relation to oxidative damage,osmotic adjustment and antioxidant capacity[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety,2018,164:344-354.

[60]白健慧. 燕麥對鹽堿脅迫的生理響應機制研究[D]. 呼和浩特:內蒙古農業大學,2016.

[61]王雙成. 蘋果屬垂絲海棠MhABF和MhPYL基因的克隆及耐鹽堿性功能鑒定[D]. 蘭州:甘肅農業大學,2022.

[62]Li H,Gao Y,Xu H,et al. ZmWRKY33,a WRKY maize transcription factor conferring enhanced salt stress tolerances in Arabidopsis[J]. Plant Growth Regulation,2013,70(3):207-216.

[63]何禹璇. MYB轉錄因子GmMYB68和GmMYB3α的克隆及大豆在鹽堿脅迫下的功能研究[D]. 長春:吉林大學,2019.

[64]Zhang L C,Zhao G Y,Jia J Z,et al. Molecular characterization of 60 isolated wheat MYB genes and analysis of their expression during abiotic stress[J]. Journal of Experimental Botany,2012,63(1):203-214.

[65]Zhu M,Shabala L,Cuin T A,et al. Nax loci affect SOS1-like Na+/H+exchanger expression and activity in wheat[J]. Journal of Experimental Botany,2016,67(3):835-844.

[66]魏 嘉,蔡勤安,李 源,等. 植物對鹽堿脅迫響應機制的研究進展[J]. 山東農業科學,2022,54(4):156-164.

[67]王雨璇,徐 晨,李桂新,等. PP2C蛋白磷酸酶家族參與植物多種脅迫應答的研究進展[J]. 植物生理學報,2023,59(8):1463-1473.

[68]康益晨. 馬鈴薯響應堿性鹽脅迫的生理及分子機制研究[D]. 蘭州:甘肅農業大學,2021.

[69]馬 進,鄭 鋼. 利用轉錄組測序技術鑒定紫花苜蓿根系鹽脅迫應答基因[J]. 核農學報,2016,30(8):1470-1479.

[70]劉藝平,張一琪,蘇少文,等. 混合鹽堿脅迫下不同抗性荷花品種比較轉錄組分析[J]. 江蘇農業科學,2022,50(3):1-8.

[71]Lu X Y,Chen Q,Cui X Y,et al. Comparative metabolomics of two saline-alkali tolerant plants Suaeda glauca and Puccinellia tenuiflora based on GC-MS platform[J]. Natural Product Research,2021,35(3):499-502.

[72]于明倩. 基于代謝組與轉錄組的黃花苜蓿耐鹽堿機制研究[D]. 長春:吉林農業大學,2021.

[73]朱燕芳. 混合鹽堿脅迫下蘋果砧木的抗性生理和蛋白組學分析[D]. 蘭州:甘肅農業大學,2018.

[74]李 波,方志堅,鄔婷婷,等. 鹽堿脅迫下紫花苜蓿葉片蛋白組的初步分析[J]. 草地學報,2019,27(3):574-580.

[75]王霞霞,李 龑,唐杰偉,等. 鹽脅迫對燕麥種子萌發期蛋白質組影響的研究[J]. 華北農學報,2015,30(3):48-53.

[76]張曉艷. 鹽堿脅迫下甜瓜的生理響應及間作甜瓜生長動態研究[D]. 阿拉爾:塔里木大學,2021.

[77]蔣希瑤. 外源褪黑素對NaHCO3脅迫下番茄幼苗緩解效應的研究[D]. 石河子:石河子大學,2022.

[78]張榮佳,任 菲,白艷波,等. 基于快速葉綠素熒光誘導動力學分析逆境對PSⅡ影響的研究進展[J]. 安徽農業科學,2012,40(7):3858-3859,3864.

[79]徐文清,李少楠,方嘯宇,等. 鹽脅迫對2個葡萄品種扦插苗光合特性及抗氧化能力的影響[J]. 南方農業學報,2023,54(10):3000-3009.

[80]許盼云,吳玉霞,何天明. 植物對鹽堿脅迫的適應機理研究進展[J]. 中國野生植物資源,2020,39(10):41-49.

[81]逯春杏. 不同馬鈴薯品種對堿性鹽脅迫的生理及代謝組響應[D]. 呼和浩特:內蒙古農業大學,2022.

[82]蔡粟唯. 外源鈣對鹽堿脅迫下沙棗的生理影響研究[D]. 長春:吉林農業大學,2022.

[83]張 磊,侯云鵬,王立春. 鹽堿脅迫對植物的影響及提高植物耐鹽堿性的方法[J]. 東北農業科學,2018,43(4):11-16.

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