植物盐胁迫适应机制研究进展

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1、欢迎各位老师同学参加草业科学硕士研究生读书报告山西农业大学草业科学硕士研究生读书报告植物盐胁迫适应机制的研究进展报告人：夏传红时间:2008年12月◆引言◆抗氧化酶的诱导◆植物激素的诱导◆离子平衡、离子区域化及拒盐作用◆渗透调节◆结束语在盐胁迫下，植物体内的主要生理过程都会受到影响，例如光合作用、蛋白质合成、能量和油脂代谢等。盐胁迫对植物的破坏作用主要是通过渗透胁迫、离子毒害、营养失衡，以及盐胁迫的次级反应如氧化胁迫等过程来实现。植物在盐胁迫下主要表现为生长减慢,代谢受抑制,植物的干重显著降低,叶子转黄,严重时出现盐斑,叶子萎蔫,植株死亡。引言全球有各种

2、盐渍土约9.5亿公顷，占全球陆地面积的10%，而我国盐渍土约5.4亿亩，占全国耕地的1/4。大面积的盐渍化土地严重制约了农业生产，对其进行改造实际操作中常采用选育和培育抗盐品种来改良盐碱地，因此对植物抗盐性的研究具有重要意义。研究植物抗盐性的关键是探明植物对盐胁迫的适应机制，为此国内外众多学者做了大量的研究工作，发现植物适应盐胁迫的生理机制主要包括：提高抗氧化酶系统的活性，消除自由基对植物机体的伤害；改变体内各种激素含量；离子选择性吸收；离子区域化；拒盐作用及合成渗透调节物质。抗氧化酶的诱导盐胁迫由于对各种代谢活动进行渗透调节，造成植物严重水匮乏，这种水

3、匮乏导致活性氧(ROS)的形成，如超氧化物、过氧化氢、羟基氢氧基活性氧自由基和氧气等。Mittova等（2002）研究发现植物生长发育过程中胁迫环境下植物细胞结构(如：叶绿体、线粒体、过氧化物酶体)中产生的大量活性氧（ROS）会造成叶绿素、膜质、蛋白质和核酸的氧化伤害从而破坏正常的生理代谢。为避免ROS的积累，具较强抗盐性的植物体内的抗氧化酶系统在盐胁迫下活性增强，抗氧化酶的活性，如过氧化氢酶(CAT)，抗坏血酸盐过氧化物酶(APX)，愈疮木酚过氧化物酶(POD)，谷胱甘肽还原酶(GR)，和超氧化物歧化酶在盐胁迫时含量增高，并且这些酶的浓度和遭受的盐胁迫

4、的程度有很好的相关性，可清除过量ROS。在拟南芥和柑橘中，一种磷脂谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)在盐胁迫条件下时含量增加。。而且在柑橘中，Cu／Zn—SOD酶活性，谷胱甘肽过氧化物酶活性，和胞液APX活性都升高。在盐胁迫下培养的拟南芥缺乏维生素C，植物体内维生素C的浓度只是正常野生型的30％，并且明显对氧化胁迫有更高的敏感度。对转基因模型的研究进一步证明了植物在胁迫时抗氧化酶活性的增强，并具有更高的抗氧化防御功能。盐胁迫能诱导某些抗氧化酶及其信使RNA的表达：Stevens等（1997）研究发现盐胁迫下甜橙愈伤组织和叶片中有磷脂脱氢谷胱甘肽过氧化物酶(

5、PHGPX)合成。在NaC1浓度为100mmol·L-1的环境下，金盏菊和玉米叶片中谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增强(Chaparzadeheta1，2004；Netoeta1，2006)Mittova等(2003)在研究番茄类植物叶片细胞线粒体抗氧化酶系统时发现，普通番茄在NaCI浓度100mmol·L-1条件下，其叶片细胞线粒体内的膜质过氧化反应加强，与对照相比超氧化物歧化酶(SOD)活性降低50％，APX和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性未发生改变；但抗盐能力较强的潘那利番茄在相同的盐胁迫下其线粒体中SOD、APX、单脱

6、氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、GPX的活性与对照相比分别增强60％、180％、170％、30％和32％，但GR的活性降低60％。盐胁迫使普通番茄叶绿体中过氧化氢(H202)的含量增加，膜质氧化反应加强，但在潘那利番茄的叶绿体中情况则相反，这是植物体内抗氧化酶种类及活性的差异所引起的。盐胁迫下抗氧化酶系统活性的提高对植物的抗盐能力具有重要贡献，某些过表达抗氧化酶基因的植物也证明了抗氧化酶在抗盐胁迫中的重要作用。研究发现盐胁迫条件下，转基因烟草通过过表达基因GlsGPX(编码谷胱甘肽s转移酶GST和谷胱甘肽过氧化物酶GPX)

7、，促进植物对ROS的清除，从而增强了其抗盐性(Roxaseta1，2000)；拟南芥突变体pstl(光合自养抗盐突变体)体内的SOD和APX活性高于野生拟南芥，因而获得较强的抗盐性(Tsuganeeta1，1999)。盐生环境使植物的正常生长发育受阻，但植物在盐胁迫条件下可通过改变体内各种激素的含量来维持其正常发育。柯玉琴等（2002）发现随盐浓度的提高，不耐盐甘薯品种叶片的生长素(IAA)水平下降的幅度大于中等耐盐和耐盐品种。研究发现高盐胁迫下，植物体内脱落酸(ABA)和细胞分裂素(CTK)的含量增加(Mdesuquy，1998；Vaidyanatha

8、neta1，1999)植物激素的诱导ABA对盐胁迫诱导基因的转变起关键作用，AB