星星草抗堿生理適應機制的研究.pdf

1、根據(jù)中國東北地區(qū)鹽堿化草原土壤所含的可溶性鹽分的組成特點，分別將中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽NaHCO3、Na2CO3以1：1的摩爾比混合，模擬出0-240mmol/L的鹽脅迫和堿脅迫條件。選用天然高抗鹽堿牧草星星草為材料，對其8周齡苗進行鹽脅迫和堿脅迫處理。通過檢測脅迫苗在生長、干物質(zhì)積累、氮代謝、有機酸代謝、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)及離子平衡等方面的生理響應，以探討并比較星星草適應鹽堿兩種脅迫的生理機制及其差異。所獲主要實驗結(jié)果

2、與結(jié)論如下：
　　 1.鹽、堿脅迫對星星草生長及氮代謝的影響。
　　 星星草幼苗在鹽、堿脅迫下，總生物量、RGR和總氮量均表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢。即低濃度的中性鹽(≤120mmol/L)和堿性鹽(≤60mmol/L)對星星草的生長、干物質(zhì)積累及氮素吸收具有明顯的促進作用，而后轉(zhuǎn)為抑制作用，而且隨著鹽度的增高抑制作用逐漸增強，就抑制幅度而言，堿脅迫大于鹽脅迫?？梢?，鹽堿兩種脅迫對星星草氮代謝的影響與對其生長的影響密切

3、相關。
　　 2.星星草抗氧化系統(tǒng)與其抗鹽堿性的關系。
　　 鹽脅迫與堿脅迫均造成了丙二醛的積累和電解質(zhì)外滲率的增加，就變化幅度而言，堿脅迫大于鹽脅迫，這說明，堿脅迫對質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的破壞程度更大，傷害更加顯著。
　　 鹽脅迫下超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)這三種抗氧化酶活性均增強；而在堿脅迫下，CAT活性逐漸降低，但是SOD活性增加了1.4倍～1.6倍，POD活性增加了3.5倍

4、。這一現(xiàn)象表明了：星星草特殊的抗氧化酶系統(tǒng)是決定其抗鹽堿性的因素之一。
　　 3.以檸檬酸為主的有機酸積累是星星草適應堿脅迫的關鍵生理響應。
　　 結(jié)果表明，鹽脅迫下星星草體內(nèi)有機酸含量無明顯變化甚至稍有降低，而當堿脅迫達到一定強度后(≥60 mmol/L)則引起有機酸急劇積累，而且不管是莖葉還是根中所積累的有機酸均以檸檬酸為主?？梢娨詸幟仕釣橹鞯挠袡C酸積累是星星草針對堿脅迫的特異生理響應。堿脅迫下星星草體內(nèi)特異積累以檸

5、檬酸為主的有機酸的生理作用可能與其體內(nèi)pH的調(diào)節(jié)及離子平衡密切相關。只有堿脅迫才能引起了星星草體內(nèi)有機酸的特異積累，這一現(xiàn)象充分證明了植物對堿脅迫和鹽脅迫有著不同的生理適應機制。
　　 4.堿脅迫下星星草根系有機酸積累和分泌的特點。
　　 堿脅迫下星星草根部的有機酸含量很低而且變化不明顯，其原因一方面是根部代謝特點所決定，另外也與根系的分泌作用有關。在堿脅迫下的根系分泌物中，檸檬酸是唯一可以檢測出來的有機酸，其數(shù)量較少，

6、僅僅為5.92微摩爾/株/天。但是星星草根系對堿性環(huán)境的適應能力及pH調(diào)節(jié)作用卻非常顯著。據(jù)此可以認為，星星草對堿脅迫引起的環(huán)境高pH的調(diào)節(jié)作用可能是通過分泌有機酸和呼吸釋放CO2來完成，作用部位可能是根尖部皮層的質(zhì)外體空間而非根表皮之外。
　　 5.鹽、堿脅迫下的滲透調(diào)節(jié)和離子平衡作用。
　　 結(jié)果表明：在鹽、堿脅迫下脯氨酸含量明顯增加，但是其含量對于總?cè)苜|(zhì)含量來說卻非常低，因此它對滲透調(diào)節(jié)的作用是非常有限的。鹽脅迫下

7、星星草的主要滲透調(diào)節(jié)劑是Na+、K+和Cl-，而堿脅迫下則是Na+、K+和有機酸。從有機酸含量與其它溶質(zhì)含量的相關性分析結(jié)果來看，堿脅迫下有機酸積累與Na+含量增加密切正相關。堿脅迫造成植物體內(nèi)Na+含量急劇的上升，導致細胞內(nèi)離子平衡破壞，這可能就是引起有機酸相應大量積累的主要原因。
　　 鹽堿兩種脅迫下，不同陰離子對總陰離子的貢獻率差異明顯，有機酸在堿脅迫下的貢獻率高達68％，而在鹽脅迫下僅為39％，可見兩種脅迫下星星草體內(nèi)的