植物鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制研究進(jìn)展-資料下載頁
2025-05-14 22:13本頁面
【正文】 抗鹽物質(zhì)生成及體內(nèi)離子的運(yùn)輸、亞細(xì)胞分隔有關(guān) . 然而細(xì)胞質(zhì)中高濃度的游離 Ca2+會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)造成不利影響，為使細(xì)胞質(zhì)中游離 Ca2+濃度既能響應(yīng)環(huán)境變化而迅速升高，又能維持基態(tài)條件下的低濃度，細(xì)胞建立精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制，這些機(jī)制主要有離子運(yùn)輸系統(tǒng) (如質(zhì)膜上的 SOS1)、 Ca2+／ H+交換體、 Ca一 ATPase和 Ca2+結(jié)合蛋白等 (Sander et a1， 2021)。 滲透脅迫是鹽脅迫對(duì)植物造成傷害的重要原因之一 。 為了避免滲透脅迫，植物細(xì)胞通過滲透調(diào)節(jié)來降低胞內(nèi)水勢(shì)，保持胞內(nèi)水分，從而保證植物細(xì)胞的正常生理活動(dòng)。 滲透調(diào)節(jié) 參與滲透調(diào)節(jié)的物質(zhì)被稱為滲透調(diào)節(jié)劑，主要包括無機(jī)離子，如 Na 、 K 、 C1一；有機(jī)小分子，如多元醇、糖類、氨基酸及其衍生物等兩大類。 兩類滲透調(diào)節(jié)劑在植物體內(nèi)所起的作用不同，雖然兩類物質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)和液泡中都有分布，但細(xì)胞質(zhì)中無機(jī)離子的含量比液泡中低得多，有機(jī)小分子比液泡中高得多。因?yàn)闊o機(jī)離子進(jìn)入細(xì)胞后，在離子區(qū)域化的作用下大多轉(zhuǎn)運(yùn)入液泡，降低了液泡水勢(shì)，而細(xì)胞質(zhì)中就必須合成有機(jī)小分子來平衡細(xì)胞質(zhì)內(nèi)外的水勢(shì)。 有機(jī)小分子和無機(jī)離子對(duì)滲透調(diào)節(jié)的貢獻(xiàn)也不相同，如蘆葦隨生境鹽度的增大，其有機(jī)滲調(diào)劑貢獻(xiàn)逐漸降低，無機(jī)滲調(diào)劑的貢獻(xiàn)則逐漸升高 (趙可夫等， 1998)。 鹽生植物多以無機(jī)離子作為主要滲透調(diào)節(jié)劑，而非鹽生植物則以有機(jī)小分子為主。 甜菜堿和脯氨酸是 2種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。 甜菜堿具有維持細(xì)胞與外界環(huán)境的滲透平衡，穩(wěn)定生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，解除高鹽濃度對(duì)酶活性傷害的作用。鹽脅迫條件下植物體內(nèi)積累大量的甜菜堿，如 Khan等 (2021)發(fā)現(xiàn)在鹽脅迫下，彎角梭梭 (Haloxylon recurvum)中甜菜堿含量增加，但地上部分和根系中的增加量有顯著差異；Kishitani等 (2021)研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因水稻在甜菜堿過量生成條件下可減少細(xì)胞內(nèi) Na+的積累并促進(jìn) K+的吸收。 脯氨酸是另一種含氮滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物在鹽脅迫下大量積累脯氨酸，如非泌鹽植物小花鬼針草和泌鹽紅樹植物桐花樹的葉中脯氨酸含量在鹽脅迫下顯著提高 (Pafida et a1，2021)；藥用十字花 (Pringlea antiscorbutica)的根、莖、葉中也積累了大量脯氨酸，其細(xì)胞質(zhì)中脯氨酸的濃度是液泡中的 2～ 3倍 (Aubea eta1， 1999)。 大多數(shù)試驗(yàn)認(rèn)為脯氨酸的積累是植物抵御鹽脅迫的一種保護(hù)性措施，但也有人認(rèn)為脯氨酸的積累是植物受到鹽害的結(jié)果 (Soussi et a1．， 1998)，因此脯氨酸如何對(duì)植物的抗鹽性起作用有待于進(jìn)一步的研究。 植物抗鹽性是多基因控制的極為復(fù)雜的反應(yīng)過程，涉及植物器官、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器直至分子，既有蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物等結(jié)構(gòu)和能量物質(zhì)的代謝，還有激素合成、抗氧化酶活化、離子調(diào)控與區(qū)域化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成及基因表達(dá)。 結(jié)束語 目前對(duì)植物抗鹽性的研究取得了一定的進(jìn)展，但由于植物抗鹽機(jī)制的復(fù)雜性，仍存在重要問題有待解決，尤其是在分子水平上，鹽脅迫信號(hào)元件的分子特性未了解清楚；液泡膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及質(zhì)子泵的功能研究有待深入；抗鹽基因工程的大多數(shù)研究都集中在單個(gè)功能基因的克隆和遺傳轉(zhuǎn)化方面，基因轉(zhuǎn)化的受體多為模式植物和農(nóng)作物，且基因轉(zhuǎn)化的植株抗鹽性提高有限，離生產(chǎn)應(yīng)用仍有距離。并且由于自然界中植物種類多，種間差異大，還未有統(tǒng)一的機(jī)制能解釋所有植物對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性。 因此要再在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，還需進(jìn)一步利用分子生物學(xué)研究技術(shù)、基因工程技術(shù)和突變體篩選加強(qiáng)抗鹽機(jī)制的研究，才能根本解決植物抗鹽性問題，從而為抗鹽植物的育種和培育提供更多有效依據(jù)。 謝謝大家！
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