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1、28卷10期田应书等责州柞蚕脓病的发生与防治1495植物盐胁迫响应及耐盐的分子机制金光德,南桂仙*(1.延边大学理学院,吉林延吉133000;2.延边大学农学院)摘要盐胁迫是造成植物产量的主要因素之一。介绍了盐碱土与土壤盐清化、植物的盐害和近年来植物耐盐信号传导途径,分析了盐胁迫下植物耐盐的分子机理。关键词盐胁迫;盐害;信号传导;分子机理中图分类号Q945.79文献标识码A文章编号1004-8421(2011)10-1448-02©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,h
2、ttp://www.cnki.net28卷10期田应书等责州柞蚕脓病的发生与防治1495©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net28卷10期田应书等责州柞蚕脓病的发生与防治14951植物与盐胁迫1.1盐碱土与土壤盐溃化一些干旱和半干旱地区,由于蒸发强烈,地下水上升,使地下水所含有的盐分残留在土壤表层,又由于降水量小,不能将土壤表层的盐分淋溶排走,致使土壤表层的盐分越来越多。特别是一些易溶解的盐类,如NaCl和NajSC^和%(:03等
3、,结果就形成盐碱土壤。中国盐碱地区主要分布在地势较低平,径流较滞缓或较易汇集的排水不良地段,河流冲积平原,盆地湖泊沼泽地区。如大西北的银川平原、河西走廊、甘肃和新疆的各河流沿岸的阶地、吐鲁番盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、哈密倾斜平原以及青藏高原的柴达木盆地和湟水流域、东北的松嫩平原等’。亚洲约有3.2x10shm2,约占全球的1/3。由于土壤的次生盐渍化,世界盐渍土面积在不断丨曾加,我国尽管尚未见有这方面的全国性统计资料,但有关黄河三角洲的一项区域性调查表明,该地区每年约有5%的农耕地因土壤次生盐溃化而撂荒。土壤盐渍化问题可谓触目惊心,盐渍化给当地的农业生产、经济以及生态环境的
4、发展带来了不可估量的影响。盐碱土地的治理一直是一个难题,到目前为止,此类盐碱地的治理还没有一个成型的技术体系n_2]。据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)不完全统计,全世界不同程度盐溃化土地面积约9.54亿hm2。我国盐溃地0.818亿hm2,其中1亿hm2耕地中约有0.07亿hm2是盐渍化耕地。此外,许多农田由于灌溉不当、海水人侵、工业污染和化肥使用不当等原因,盐渍地面积还在增加。灌溉地最易盐渍化,而世界食物的1/3来源于灌溉地,所以这类土地资源的盐溃化问题显得尤其重要。干旱地的盐溃化是另一个严峻的问题,随着人口增长以及水资源的匮乏,提高水资源的利用效率、充
5、分开发和有效利用盐渍化土壤资源巳成为关系国计民生的重要课题。目前,主要通过2种方式来开发和利用盐渍土,一是通过工程措施来改良土壤,如通过合理灌慨、淡水洗盐、施用化学改良试剂等措施改良土壤。虽然这些措施取得了一些效果,但是耗资巨大,难以持久,副作用明显。如利用淡水洗盐时,在洗去、cr等盐离子的同时,土壤中一些植物必需的矿物质元素如N、P、K、Fe、Mg、Zn等也同时被洗去,并引起次生盐溃化大面积发生。而且,这种措施需要大量的淡水,在淡水资源日益匮乏的今天,实施难度也越来越大。二岳开展生物治理和开发利用,作者简介金光德(1972-),男,吉林延吉人,领士,讲师,从事物理化学研究。*
6、通讯作者。收稿日期201149-18即利用生物技术培育耐盐性作物新品种来达到开发利用盐溃土的目的,被人们寄予厚望,是未来农业发展的重大课题之'□1.2植物的盐害土壤中的盐分过多,危害植物的正常生长称为盐害。当土壤中的盐浓度足以使土壤水势降低(降低0.05-0.1MPa)时即被认为是盐害。一般将植物盐害分为原初盐害和次生盐害。在原初盐害中有可分为直接原初盐害和间接原初盐害。直接原初盐害主要指盐胁迫对质膜的直接影响,如膜的组分、透性和离子运输等发生变化,使膜的结构和功能受到伤害。质膜受到伤害后进一步影响细胞的代谢,从而不同程度地破坏细胞的生理功能,这就是直接原初盐害。次生盐害是由于
7、土壤盐分过多,使土壤水势进一步下降,从而对植物产生渗透胁迫。另外,由于离子间的竞争也可引起某种营养元素的缺乏,从而干扰植物的新陈代谢。1.2.1原初盐害。1.2.1.1原初直接盐害。生长在25mmol/LNaCl或Na2S04溶液中的菜豆,其叶片中的K+强烈外流,如果在这种溶液中加人2mmol/LCa2+,则可以阻止这种Na+诱导的K+的外流。如果用200mM甘露醇溶液处理,则对大麦跟保持K+的能力没有影响。因此认为这种K+的外流不是渗透效应,而是盐离子破坏质膜透性的结果。①离子毒害:植物不