植物耐盐性及耐盐相关基因的研究进展 - 河北师范大学学报.pdf

第 32 卷/ 第 2 期/ 河北师范大学学报/ 自然科学版/ Vol . 32 No . 2 2008 年 3 月 J OURNAL OF HEBEI NORMAL UNIVERSITY/ Natural Science Edition/ Mar . 2008 植物耐盐性及耐盐相关基因的研究进展 邴 　雷 , 　赵宝存 , 　沈银柱 , 　黄 占景 , 　葛荣朝 (河北师范大学 生命科学学院 ,河北 石家庄 　0500 16) 摘 要 :植物耐盐性的研究对作物抗逆育种研究有重要的指导意义. 从整体水平上阐述了植物感受盐渍胁迫 及其应答的基本分子机理 ,并系统介绍了近年来植物耐盐相关基因的研究进展. 关键词 :植物 ; 耐盐机理 ; 耐盐相关基因 中图分类号 :Q 943 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (2008) 8 2 世界上存在着大面积的盐渍化土地 ,据不完全统计 ,全世界共有 3 . 8 ×10 hm 不同程度的盐渍化土壤 , 仅中国就有盐渍化和次生盐渍化土地 4 ×107 hm2 以上 , 占我国耕地的 1/ 10 左右 ,严重影响了粮食产量 ,成 为限制农业生产的主要因素[ 1 ] . 土壤盐害可通过合理的水土管理和化学改良措施得以缓解 ,如添加 CaCO3 等化学物质降低盐碱含量 ,优化土壤 ,但这些方法成本太高 ,且随着大量化学物质的施入加重了土壤的次生 盐碱化. 采用培育耐盐作物品种是改良和利用盐碱地资源最经济 、最有效的措施之一 ,因此提高作物耐盐性 、 加强盐碱土的生物治理和综合开发成为农业科学研究的重大课题. 1 　盐胁迫对植物的伤害 通常土壤含盐量一旦达到 0. 2 %～0 . 5 %就不利于植物的生长 , 而盐碱土的含量却高达 0 . 6 %～ 10 . 0 % ,因此会对植物造成严重伤害. 1. 1 　直接盐害 植物在受到高盐胁迫时 ,受到的直接伤害主要表现为膜损伤. 研究表明 ,植物细胞质膜膜脂物理状态的 改变可能是植物感受盐胁迫的最初响应. 细胞质膜是植物体受到逆境伤害的原初位点 ,因此质膜遭受的伤害 最为直接和严重. 细胞质膜在受到盐胁迫后 ,其组分 、透性 、运输 、离子流率等都会发生明显变化 ,具体表现为 膜脂透性的增大和膜脂的过氧化 ,从而损害膜的正常生理功能 ,进而影响植物细胞的代谢作用 ,致使细胞生 理功能受到不同程度的破坏[2 ] . 此外 ,离体实验表明 ,植物染色质结构对离子环境的改变极其敏感 ,高浓度 盐离子可以造成染色质结构的松弛. 同时 ,细胞内盐浓度的变化也可能会影响到细胞内染色质的静电作用和 疏水作用[3 ] . 1. 2 　次生盐害 由于高浓度 N a + 对植物具有明显的毒害作用 ,所以一般植物在高盐度盐渍化土壤上不能正常生长. 高 浓度盐分首先会影响到植物的原生质膜 ,改变其通透性 ,致使植物吸收某种盐类过多而排斥了对另一些营养 元素的吸收 ,从而造成植物细胞内部的离子种类和浓度发生变化. 这种不平衡吸收 ,不仅造成营养失调 ,抑制 了生长 , 同时还产生单盐毒害作用. 高浓度 N a + 可置换质膜和细胞内膜系统所结合的 Ca2 + ,膜所结合的离子 中N a + / Ca2 + 比增加 ,膜结构完整性及膜功能受到破坏 ,致使细胞内 K+ ,PO4 3 - 和有机溶质外渗 ,细胞 K+ / + + ( ) + N a 下降 ,造成液泡膜 H PPase 焦磷酸酶 活性和胞质中的 H 跨液泡膜运输受到抑制 ;从而跨液泡膜运输 的p H 梯度下降 ,液泡发生碱化 ,更加不利于 N a + 在液泡内积累[4 ] . 另外 ,高浓度 N a +