植物盐胁迫----非生物胁迫

盐胁迫对植物的影响及植物对盐胁迫的适应性主讲人：邓雯韬主要内容盐碱土的相关介绍盐胁迫对植物的影响植物对盐胁迫的适应机制提高耐盐性的途径一、盐碱土的相关介绍雨后盐渍土盐渍土盐碱地的概况钠盐是造成盐害的主要盐类，NaCl和Na2SO4含量较多称为盐土，Na2CO3和NaHCO3含量较多称为碱土。而在自然界这两种情况通常同时出现，统称为盐碱土。全世界约有8亿公顷土壤盐渍化（Munnsetal.2005），如今全球盐碱地面积正以每年超过1.0×106-1.5×106公顷的速度在增长（Liuetal.2012）。农业部对全国土壤普查资料统计显示，我国盐碱土面积为40.347亿公顷，占可用的国土面积的4.88%（李建国等，2012）。盐渍化土壤的形成盐渍土（soilsalinization）是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程。中国土壤酸碱度分布图部分植物适宜的pH范围适应偏碱性pH7-8适应中到微碱性pH6.5-7.5适应中到微酸性的pH6-7适应偏酸性的pH5.5-6.5适应酸性的pH5-6紫苜蓿苹果蚕豆水稻小麦金花菜黄花苜蓿碗豆油菜大麦甜菜大麦甜菜花生燕麦豆类小麦甘蔗紫云英甜菜花菜玉米玉米柑桔葡萄大麦甘蓝水稻芝麻菠菜莴苣棉花苹果黑麦桔子二、盐胁迫对植物的影响植物生长在高盐环境下，受到高渗透势的影响称为盐胁迫，危害植物的正常生长，也称为盐害。1、直接盐害高浓度盐分影响原生质膜，改变其透性，通过破坏生物膜的生理功能引起盐分胁迫。同时植物吸收某种盐类过多而排斥对另一些营养元素的吸收，吸收不平衡，产生单盐毒害作用，还造成营养胁迫。2、生理干旱土壤盐分过多使植物根际土壤渗透势降低，植物要吸收水分必须形成一个比土壤溶液更低的水势。如一般植物在土壤盐分超过0.2%-0.5%时出现吸水困难，若植物体内水分外渗，甚至会导致植物死亡。3、光合作用盐胁迫对盐生植物和非盐生植物的光合作用都是抑制的，并且降低程度与盐浓度呈正相关。4、蛋白质合成盐分过多抑制蛋白质合成促进其分解，抑制合成的直接原因可能是时由于破坏了氨基酸的合成。5、有毒物质盐胁迫使植物体内积累有毒的代谢产物，如蛋白质分解的产物游离的氨基酸、胺、氨的积累，致使植物叶片生长不良，抑制根系生长，组织变黑坏死等。6、对抗氧化酶的影响植物体内SOD等酶的活性与植物的抗氧化胁迫能力呈正相关，而且在盐分胁迫下，盐生植物与非盐生植物相比，其SOD、POD、CAT活性更高，因而更能有效地清除活性氧，防止膜脂过氧化。7、对个体发育的影响总的特征是抑制植物组织和器官的生长和分化，提早植物的发育过程。三、植物对盐胁迫的适应机制1、植物的避盐机理：主要通过降低盐分在体内的积累。主要分三种方式：稀盐、泌盐、拒盐。稀盐作用：盐生植物茎和叶中的盐类，借助体内肉质化结构，将盐稀释，盐愈多，肉质化愈增加。非盐生植物通过快速生长进行稀释。泌盐作用：盐生植物吸收盐分，并不在体内积存，通过特异机构（盐腺和盐毛等）主动排泄到茎叶表面，经雨水冲刷、风吹、昆虫粘附等方式脱落，从而降低植物体内的盐分。非盐生植物无盐腺结构。拒盐作用：根表不吸收Na+，即使有Na+进入细胞，也通过质子泵排出体外。把吸收的Na+储存封闭于根、茎基部、节和叶鞘等的薄壁细胞中，从而阻止了Na+向叶片的运输。吸收的Na+在木质部向上运输过程中，被再次分泌到韧皮部中运回根部,再排到环境中。2、植物的耐盐机理：主要是指植物对盐分胁迫的忍耐性，包括对渗透胁迫的忍耐和对离子胁迫的忍耐。渗透调节的方式：可以通过合成无毒的有机物质脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、有机酸等。离子区域化：盐生植物一般将无机离子通过跨膜运输转入液泡中而与细胞质隔离开，不但降低了整个细胞的渗透势，而且使细胞质免受毒害。非盐生植物尽量减少对有害盐离子的吸收，同时将吸收的盐离子输送到老的组织，以牺牲这些组织为代价，保护幼嫩组织。3、抗氧化酶系提高植物体内SOD（超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)等酶的活性，可以防御这种伤害。其中SOD催化两个超氧自由基发生歧化反应形成O2和H2O2，产生的H2O2再由POD和CAT分解去除。4、激素调控高盐胁迫诱导植物激素如ABA和细胞分裂素含量增加。而ABA又诱导了许多抗盐基因的表达，ABA含量的增加可促进气孔关闭以减少因蒸发作用而造成的水分缺失。K对盐胁迫下植物的缓解作用钾素营养能提高植物在逆境胁迫下的抗逆能力(王超,2013）。正常条件下，植物细胞内的K+浓度较高，Na+浓度较低，高的K+/Na+是植物包括酶活性调节、渗透调节和蛋白质合成等许多生理过程的前提。四、提高耐盐性途径1.抗盐锻炼玉米种子可在播前使用3.0%Nacl和0.2%MgSO4溶液浸种,这样处理的植株抗盐性较高。根和叶中的单糖含量均较高。2.改良土壤、增施有机肥及合理灌溉盐渍土栽培一定要多施有机肥，种植绿肥，秸秆还田等，而尽量少施或不施化肥，特别是碳铵、硫铵等改变土壤PH的化肥更应少施。合理灌溉播种前可以大水漫灌。3.使用植物激素赤霉素（GA3）可促进盐渍条件下植物生长，抵消盐分对菜豆光合及运输的抑制作用；细胞分裂素（CTK）处理植物种子可增强幼苗抗盐性；果实生长素（IAA）能降低玉米根系对Na+的吸收能力；用IAA处理小麦种子，可以抵消Na2SO4抑制小麦根系生长的作用。4.培育抗盐植物品种分离出抗盐相关基因，通过农杆菌、基因枪法或花粉管通道法将抗盐基因导入目标植物细胞。5.探寻一种合适的盐生植物作为植物耐盐机制的新研究对象。6.寻找高效性耐盐基因。您如有更好建议，请说出来与我分享。谢谢！