植物鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制研究進(jìn)展-在線瀏覽
2025-07-17 22:13本頁面
【正文】 ABA和細(xì)胞分裂素的增加，許多植物在鹽脅迫下體內(nèi)的 ABA含量明顯上升，但在不同器官上升的程度不同，如相同鹽脅迫下玉米根系中ABA的增加量遠(yuǎn)大于葉片 。 研究證明 ABA還可以緩解鹽脅迫對植物生長、同化和光合作用的抑制 (Popova eta1， 1995)。實(shí)驗(yàn)研究顯示，可逆性蛋白質(zhì)磷酸化，胞液中鈣離子濃度的改變和作為 ABA信號轉(zhuǎn)換媒介環(huán)境的酸堿度對植物生理的變化具有非常重要的作用。細(xì)胞隔膜完整性能使植物在外界高鹽濃度下長期的控制吸收和傳輸功能 近幾年從分子水平對 ABA參與的各種逆境反應(yīng)進(jìn)行了大量探討，發(fā)現(xiàn) ABA可通過調(diào)節(jié)植物抗鹽基因的表達(dá)來減輕鹽脅迫對植物正常生理活動的破壞。隨 ABA含量的升高，擬南芥和玉米根系中 K+離子通道活性增強(qiáng)， K+／ Na+比值升高。 在不依賴新蛋白質(zhì)合成的途徑中， ABA對基因的調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上實(shí)現(xiàn)，這些基因的啟動子區(qū)域都具有 ABA的反應(yīng)因子 (ABRE)，在 ABRE和相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子共同作用下引起抗逆基因的表達(dá)。 在依賴新蛋白質(zhì)合成的途徑中，基因不含反應(yīng)因子ABRE和其相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，因此要先合成和激活這些轉(zhuǎn)錄因子，才能實(shí)現(xiàn) ABA對基因表達(dá)的調(diào)控。 如： 玉米黃素環(huán)氧化酶 (ZEP)在擬南芥和煙草中分別由基因 ABA1和 ABA2編碼，其作用是促進(jìn)玉米黃質(zhì)和花藥黃質(zhì)向紫黃質(zhì)轉(zhuǎn)化 (Taylor eta1， 2021)； 鹽脅迫條件下，不論是鹽生植物還是非鹽生植物， 細(xì)胞質(zhì)中高濃度的 Na+對胞內(nèi)的生理活動都造成離子毒 害。離子平衡、區(qū)域化和 拒鹽作用是質(zhì)膜和液泡膜上無數(shù)功能各異的離子通道蛋 白、離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和 ATPase活性帶來的膜電位梯度的結(jié) 果。防止或減輕鹽脅迫對植物的傷害，主要涉及如何限制鹽分進(jìn)入植物體內(nèi)、如何有效地將已進(jìn)人體內(nèi)的鹽分分隔到代謝不活躍部位以及排除到植物體外。 鹽脅迫下植物對離子選擇性吸收 其簡略過程為： Na+通過 Na+一 K+共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等通道大量“涌入”胞質(zhì)， H+一 ATPase， Na+／ H+反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被激活，協(xié)調(diào)工作以驅(qū)動 Na+外排運(yùn)入液泡，最終形成胞外、胞質(zhì)、液泡三者間的離子平衡。 K+是植物生長發(fā)育所必需的大量元素和重要的滲透調(diào)節(jié)組分。 L1)而 Na+相對較低 (1～ 100mmol 植物細(xì)胞質(zhì)中 K+／ Na+最小值在 1左右，而鹽脅迫中 K+／ Na+要遠(yuǎn)低于細(xì)胞內(nèi)數(shù)值，因此，保持植物胞質(zhì) K+濃度，使其高于一特定值，對于植物的生長及耐鹽性都是非常必要的。研究表明，植物的 K+、Na+的選擇性與抗鹽性之間存在一定關(guān)系，如具有較高K+／ Na+選擇性的普通小麥的抗鹽性高于 K+／ Na+選擇性較低的硬粒小麥。 鹽脅迫導(dǎo)致 Na+大量涌入胞內(nèi)，破壞了原有的跨膜電化學(xué)梯度，而 K+等營養(yǎng)物質(zhì)向胞質(zhì)中被動運(yùn)輸和 Na+向液泡內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)“倉儲”都必須依賴 H+跨膜電化學(xué)梯度提供動力，因此重建跨膜電化學(xué)勢梯度是細(xì)胞存活的必要條件。 跨膜電化學(xué)梯度的重建 植物外排 Na+和液泡區(qū)隔化 Na+來減少 Na+的毒害是通過 Na+／ H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白來完成。 Na+／ H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白依靠 H+一 ATP或 H+一 ppase產(chǎn)生的質(zhì)子驅(qū)動力運(yùn)輸 Na+。 Na+／ H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 Otoch等發(fā)現(xiàn)在鹽脅迫下，豇豆胚軸中液泡膜的 VATPase和 VPPase有協(xié)同作用 。 VPPase對 V— ATPase活性的增加起催化作用，并不產(chǎn)生鹽適應(yīng)性機(jī)能 u 。 在鹽脅迫下， Na+／ H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性增加，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)運(yùn) Na+能力，在質(zhì)子泵提供能量下，該蛋白將 Na+要么區(qū)隔化進(jìn)入液泡中，要么排到植物體外，從而降低細(xì)
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