綦翠华[1]2003年在《盐处理对碱蓬幼苗肉质化及水孔蛋白的影响》文中指出稀盐盐生植物碱蓬适应盐渍环境的一个重要变化就是部分器官肉质化。盐处理影响碱蓬的生长、肉质化及相关生理指标。本实验以盐生植物碱蓬幼苗为材料，用不同的盐及与NaCl等渗的PEG处理，测定肉质化及有关生理指标，并测定NaCl处理下植物根的导水性，原生质体的水渗透性，并在分子水平上进行了细胞质膜及液泡膜水孔蛋白免疫杂交分析。主要结果如下： 1．盐处理对碱蓬幼苗肉质化的影响 1．1 NaCl处理对碱蓬幼苗肉质化的影响 从不同浓度NaCl处理下碱蓬幼苗的不同器官在不同处理时间后的肉质化程度来看，低浓度NaCl(200 mmol／L)处理明显促进碱蓬幼苗的肉质化；较高浓度的NaCl处理(400 mmol／L)肉质化则不明显。其中肉质化最为明显的是叶片，其次是生长茎，成熟茎和根几乎不肉质化。在处理10天左右碱蓬幼苗叶片和生长茎的肉质化达到一个较高的程度，而成熟茎随着处理时间的延长则有所降低。 1．2 不同盐处理对碱蓬幼苗生长及肉质化的影响 不同盐处理对碱蓬幼苗的生长及叶片的肉质化程度影响不同。NaF处理明显抑制碱蓬幼苗的生长，其它盐处理下都能正常生长。NaCl处理下碱蓬叶片的肉质化程度最大，成熟叶略大于生长叶。而CaCl_2处理下，生长叶的肉质化程度明显高于成熟叶，差异显着。Na_2SO_4和KCl处理下肉质化程度与对照相似。MgCl_2处理下叶片的肉质化程度最低。说明不同的离子对碱蓬幼苗的生长及肉质化作用不同，Na~+对碱蓬的生长及肉质化起主要作用。 1．3 等渗PEG处理对碱蓬幼苗肉质化的影响 与NaCl等渗的PEG处理和NaCl处理对碱蓬幼苗的生长及肉质化程度的影响明显不同。处理的第叁天，等渗的PEG处理的碱蓬幼苗就出现萎蔫，肉质化程度仅为NaCl处理的0.47倍。说明盐处理并不是渗透胁迫造成了碱蓬幼苗的肉质化。 2．盐处理对碱蓬叶片细胞汁液离子浓度及渗透势的影响 2．1 盐处理对碱蓬叶片细胞汁液离子浓度的影响 2．1．1 NaCl处理对碱蓬幼苗叶片细胞汁液离子浓度的影响 碱蓬幼苗叶片细胞汁液的Na~+和Cl~-浓度都随着NaCl处理浓度的增大迅速增加，但Cl~-增加量低于Na~+。这些结果说明碱蓬幼苗可积聚Na~+，作为渗透调节剂。 2．1．2 不同盐处理对碱蓬幼苗叶片细胞汁液离子浓度的影响 在不同盐处理下，叶片细胞汁液中Na~+浓度不同。钠盐处理下，叶片Na~+浓度高于其他非钠盐处理的，其中，不同钠盐处理下叶片细胞汁液中Na~+浓度为：盐处理对碱蓬幼苗肉质化及水孔蛋白的影响NaCI>N aHCO3和NaZSO;。而MgCI:和CaC12处理下叶片细胞汁液中Na+浓度都与对照相似。不同盐处理下，叶片细胞汁液中Cl一浓度也不同。含Cl一的盐处理下，叶片细胞汁液Cl一浓度高于不含Cl一的盐处理的，其中，含Cl一的盐处理的叶片细胞汁液中CI一浓度为:KCI>MgCI:、CaC12和NaCI。2.2盐处理对碱蓬幼苗叶片细胞汁液渗透势的影响2.2.1 NaCI处理对碱蓬幼苗叶片细胞汁液渗透势的影响 NaCI处理下，植物吸收了大量的无机离子，使叶片细胞汁液的渗透势迅速下降，并随着盐浓度的升高下降的程度逐渐增大。2.2.2不同盐处理对碱蓬幼苗叶片细胞汁液渗透势的影响 在不同盐的短期处理下，叶片细胞汁液渗透势因盐种类的不同而不同。CaC12处理下最低，明显低于对照，MgCI:处理下与对一照几乎一样，NaCI、KCI、NaZso4、NaHCO3处理都低于对照。2.3等渗PEG处理对碱蓬幼苗叶片细胞汁液离子浓度及渗透势的影响 PEG处理下碱蓬幼苗叶片细胞汁液的Na+、C1一浓度明显低于NaCI处理，与对照之间无显着差异。PEG处理下碱蓬幼苗叶片细胞汁液的渗透势显着高于NaCI处理下的渗透势。说明PEG处理使渗透势下降不多的部分原因是由于无机离子吸收比较少。3.NaCI处理对碱蓬根导水性的影响 和对照相比，NaCI处理后根的导水性显着升高。用HgCI:处理后，NaCI处理的和对照的根的导水性都下降了，与其自身没有加HgCI:之前相比差异显着;DTT处理后，NaCI处理的和对照的根的导水性都基本恢复到了自身对照(没有加HgC12之前)水平。4.NaCI处理对原生质体的水渗透性的影响 于低渗溶液中测定原生质体涨破时间，发现NaCI处理后，涨破时间明显短于对照，表明NaCI处理下原生质体的水渗透性明显高于对照，这是由于原生质体质膜的水通道增多或活性增加造成的。5.NaCI处理对水孔蛋白的影响 与对照相比，NaCI处理后质膜和液泡膜水孔蛋白量增加，说明NaCI处理促进了质膜和液泡膜水孔蛋白的表达。
陈敏[2]2009年在《盐地碱蓬膜相关蛋白及其在耐盐中的作用》文中研究指明高盐造成的渗透胁迫、离子胁迫严重干扰植物体内业已存在的细胞及整株水平上的水分及离子稳态,造成植物细胞分子损伤、生长减缓,甚至死亡。因而植物对抗盐胁迫的一个重要策略是在高盐环境下重建体内的稳态(homeostasis),包括重建离子稳态(ionic homeostasis)和渗透稳态(osmotic homeostasis)。黎科植物盐地碱蓬是一种生长在盐渍土壤中的C3植物,主要分布在中国北部的高盐地区,其叶片上没有盐腺和盐囊泡。初步研究表明100-400 mmol/L NaCl处理增加了盐地碱蓬的鲜重、干重;增加了其体内的离子含量;增加了其肉质化程度。也就是说100-400 mmol/L NaCl处理不但没有抑制其生长,反而促进了盐地碱蓬的生长。众所周知无论是盐生植物还是非盐生植物,其细胞质中的酶和许多重要的代谢过程对Na~+都非常敏感。NaCl (100-400 mmol/L)处理大大增加了盐地碱蓬体内的离子(主要是Na~+)含量,但盐地碱蓬的生长却受到促进,说明盐处理条件下盐地碱蓬的细胞质中并没有积累过多的Na~+,外界高浓度的Na~+肯定会使Na~+顺浓度梯度进入细胞,进入细胞的Na~+可能主要有两个去向,一是液泡,因为在成熟的植物细胞中液泡占到细胞总体积的约90%,所以液泡是Na~+的主要去向;另一个就是将Na~+排出细胞外。即细胞质内的Na~+通过液泡膜和质膜这两个层面得以降低。Na~+进入细胞后降低了细胞的水势,有利于细胞从高盐环境中吸收水分,吸收水分一方面维持了细胞的膨压有利于细胞生长,另一方面也能稀释进入植物体内的Na~+,所以盐渍条件下盐生植物能否充足的吸收水分也是其耐盐性的一个重要策略。本实验以典型的积盐型盐生植物盐地碱蓬为材料,分析了液泡膜上的相关蛋白在Na~+区隔化入液泡中的作用;质膜上的相关蛋白对Na~+外排的作用;质膜水孔蛋白在盐地碱蓬吸收水分中的作用,主要实验结果如下:1.盐地碱蓬液泡膜H~+-ATPase和Na~+/H~+ antiporter在Na~+区隔化中起重要作用我们以盐地碱蓬幼苗为材料,在整株水平上研究了盐地碱蓬适应高盐的策略,结果表明:第一,对于盐地碱蓬来说,Na~+是一个有益的元素, 100-400 mmol/L的NaCl处理增加了盐地碱蓬幼苗的生物量;第二,盐渍条件下,盐地碱蓬积累Na~+的能力很强,盐处理后它所吸收的Na~+总量的94%积累在地上部分,尤其是在叶片中,而叶片中的Na~+总量的98%积累在叶片共质体中;第叁,和对照相比盐处理增加了盐地碱蓬叶片液泡膜V-H~+-ATPase水解活性、V-H~+-ATPase质子泵活性和Na~+/H~+ antiporter活性。并且表明Na~+/H~+ antiporter活性的增加是由于此基因转录和翻译的增加所致。液泡膜V-H~+-ATPase和Na~+/H~+ antiporter活性的增加在盐地碱蓬Na~+区隔化入液泡中起重要作用。2.盐地碱蓬愈伤组织通过调节质膜H~+-ATPase适应盐渍环境质膜H~+-ATPase所建立的跨质膜电化学势梯度是细胞与环境之间进行物质交换的主要驱动力。本实验用不同浓度的NaCl处理盐地碱蓬愈伤组织,来研究盐地碱蓬在细胞水平上的耐盐情况。分别用0、50、150、250 mmol/L NaCl处理愈伤组织7 d,结果表明50 mmol/L NaCl是愈伤组织生长的最适NaCl浓度,此时其相对生长速率达到最大值,有机干重明显高于对照(P < 0.05),但其含水量和对照相比没有显着变化;随着NaCl浓度的增加,各种无机离子(Ca2~+除外)和有机溶质的浓度都明显增加,其中增加最多的是Na~+。在0-150 mmol/L NaCl浓度范围内,盐地碱蓬愈伤组织质膜H~+-ATPase的水解活性逐渐增大,NaCl浓度为250 mmol/L时,质膜H~+-ATPase的水解活性显着降低。用50 mmol/L NaCl处理愈伤组织时,愈伤组织的质子分泌速率达到最大值,而NaCl浓度为150 mmol/L时,其质子分泌速率与对照相比没有明显差别,但NaCl浓度为250 mmol/L时,愈伤组织的质子分泌速率却显着下降。Northern blot分析表明50 mmol/L NaCl处理增加了愈伤组织PMH~+-ATPase基因的表达,处理2天(48小时)时表达量达到最大,随盐胁迫时间的延长,盐地碱蓬愈伤组织PM H~+-ATPase基因表达量逐渐降低,但仍明显高于对照。利用质膜PM H~+-ATPase单克隆抗体46E5B11D5对盐地碱蓬愈伤组织PM H~+-ATPase质膜微囊进行Western blot分析发现:盐胁迫明显诱导了盐地碱蓬愈伤组织PM H~+-ATPase蛋白的表达,当NaCl浓度为150 mmol/L时,蛋白量达到最大值。这些结果表明:盐地碱蓬愈伤组织细胞通过在基因、蛋白及活性等不同水平上调节质膜H~+-ATPase适应盐渍环境。3.水孔蛋白在盐渍条件下对盐地碱蓬叶片的肉质化起重要作用质膜水孔蛋白决定植物细胞的水分状况。用100 mmol/L NaCl处理盐地碱蓬幼苗10 d后测定了盐地碱蓬幼苗叶片肉质化程度、叶片原生质体的水通透性、叶片质膜水孔蛋白的表达情况。结果表明:盐处理条件下,盐地碱蓬叶片的肉质化程度与叶片细胞原生质体的水通透性成正相关,都显着增加;NaCl处理增加了质膜水孔蛋白的转录和翻译。所以我们认为盐处理条件下,质膜水孔蛋白活性的增加是由于其转录和翻译上调的结果,这与盐地碱蓬叶片的肉质化程度的增加一致,说明水孔蛋白在盐渍条件下对盐地碱蓬叶片的肉质化起重要作用。总之,盐生植物盐地碱蓬的耐盐性与其细胞Na~+区隔化、细胞Na~+的外排以及细胞对水分的吸收有密切关系。盐胁迫促进了盐地碱蓬幼苗液泡膜Na~+/H~+ antiporter基因的转录,酶蛋白含量的增加,进而增大了Na~+/H~+ antiporter的活性,促进了Na~+区隔化入液泡;盐胁迫促进了盐地碱蓬愈伤组织质膜H~+-ATPase基因的转录,酶蛋白含量的增加,进而增大了质膜H~+-ATPase的活性,为质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白提供了更多的质子驱动力,促进了Na~+/H~+逆向转运蛋白的活性,从而促进了细胞质内Na~+的外排,减小了Na~+的毒害;盐胁迫促进了盐地碱蓬幼苗质膜水孔蛋白基因的转录和翻译,增大了质膜水孔蛋白的活性,增加了细胞的吸水,促进盐地碱蓬幼苗的肉质化,使其更好的适应盐渍生境。
綦翠华, 韩宁, 王宝山[3]2005年在《不同盐处理对盐地碱蓬幼苗肉质化的影响》文中研究指明用不同的钠盐和含Cl-的盐处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗后,测定不同器官的肉质化及相关生理指标,结果表明:NaF处理明显抑制盐地碱蓬幼苗的生长;NaCl处理下生长最好,其中叶片的肉质化程度显着高于对照,正在伸展茎次之,而根则不明显;其次是NaHCO3,肉质化程度也明显高于对照;CaCl2和KCl处理下肉质化程度都与对照相似;MgCl2处理下叶片的肉质化程度明显低于对照。这些结果表明,NaCl处理明显促进盐地碱蓬肉质化是Na+和Cl-两种离子作用的结果,而Na+起主导作用;在这个过程中,HCO3有一定的作用,Mg2+抑制肉质化。-
王家利[4]2006年在《自然干旱和盐处理对大叶落地生根肉质化和光合作用的影响》文中研究指明在盐渍条件下,有一些盐生植物会发生肉质化,例如某些真盐生植物。植物发生肉质化,不但可以稀释细胞内过高的盐浓度,使植物体内的盐浓度不会太高,从而减少了盐离子的毒害作用,而且,还为细胞的正常生理活动储备下足够的水分。在干旱条件下,很多植物是通过叶片和茎部等器官的肉质化来维持自己生存的。最突出的代表就是一些具有特殊代谢类型的CAM植物,CAM植物在半干旱、干旱地区均可生存,其叶片、茎或者根高度肉质化。肉质化结构的存在能使植物贮存大量的水分,因此即使在干旱条件下也有足够的水分维持正常的生理活动。由此可见肉质化对植物在逆境条件下维持自己生存有非常重要的意义,但关于植物肉质化机理,目前存在的观点比较多,还没有形成统一的认识。本实验以盐敏感CAM植物大叶落地生根为材料,采用不同浓度的NaCl处理、等渗的干旱和NaCl处理,探讨了盐分胁迫下大叶落地生根的水分、离子、有机酸、可溶性糖、肉质化程度的变化以及盐分胁迫对大叶落地生根光合作用、叶绿素荧光参数的影响,旨在探讨干旱和NaCl处理下大叶落地生根肉质化变化的情况以及影响大叶落地生根叶片肉质化的一些可能因素,主要结果如下:1.自然干旱和NaCl处理对大叶落地生根叶片肉质化的影响自然干旱处理下大叶落地生根叶片的薄壁细胞与对照相比明显增大,细胞含水量显着升高,大叶落地生根叶片的肉质化程度显着增加。等渗的NaCl处理下大叶落地生根叶片薄壁细胞与对照相比没有明显变化,叶片肉质化程度也没有显着改变。200 mmol/L NaCl处理抑制了大叶落地生根的生长,植株小且叶片短,叶片肉质化程度极显着降低(P<0.01),这表明一定的干旱处理能促进大叶落地生根叶片肉质化,等渗的NaCl处理对大叶落地生根叶片肉质化没有显着影响,高浓度NaCl处理会抑制大叶落地生根叶片肉质化。2.自然干旱和NaCl处理对大叶落地生根叶片含水量、对含水量的影响自然干旱处理下大叶落地生根叶片含水量、相对含水量与对照相比显着上升(P<0.05)。等渗NaCl处理下大叶落地生根叶片含水量、相对含水量与对照相比没有显着变化。200mmol/LNaCl处理下大叶落地生根叶片的相对含水量与对照相比极显着降低,大叶落地生根叶片发生严重水分亏缺。这证明自然干旱处理促进大叶落地生根叶片含水量增加,与其等渗的NaCl处理对大叶落地生根叶片含水量没有显着影响,而高浓度NaCl处理使大叶落地生根叶片含水量显着下降。3.自然干旱和NaCl处理对大叶落地生根叶片渗透调节物质的影响
邱念伟, 杨翠翠, 卢正珂, 李遵宁, 岳贤军[5]2014年在《莳萝蒿适应盐渍环境的Na~+区域化方式和生理特征》文中研究表明莳萝蒿是广泛分布在我国北方的一种特殊类型的菊科盐生植物,阐明莳萝蒿特殊的耐盐机制和生理特征有助于丰富植物抗盐性研究的内容。用0、100、200、300、400 mmol/L Na Cl处理莳萝蒿7 d后,比较莳萝蒿盐处理植株与对照植株在生长和生理方面的差异,并详细分析了Na+在莳萝蒿体内的积累水平和区域化方式。结果显示:莳萝蒿虽然能够耐受400 mmol/L Na Cl,但盐处理显着抑制了莳萝蒿的生长,整株鲜重随着盐处理浓度的升高逐渐减小。在水分生理方面,随着盐处理浓度的升高,莳萝蒿叶片细胞的渗透调节能力逐渐增强,其叶片肉质化程度却呈逐渐降低的趋势。分析盐处理对光合作用的影响发现,盐处理后莳萝蒿叶片光合速率与气孔导度显着下降,而其PSⅡ光化学活性并未受到抑制,叶绿素含量甚至逐渐增大,说明盐处理后莳萝蒿叶片光合速率的降低主要是由于气孔因素造成的,而不是由于光合结构被破坏。莳萝蒿体内的Na+含量随着盐处理浓度的升高显着增加,400 mmol/L Na Cl条件下叶、茎、根中的Na+含量分别高达321.4、242.1和182.3μmol/g鲜重;莳萝蒿体内的Na+70%以上积累在叶片内,而叶片内98%左右的Na+积累在叶片原生质体中,叶片原生质体中的Na+平均浓度是质外体1.2—1.8倍,推测其叶片细胞内存在着有效的Na+区域化机制。盐处理后莳萝蒿叶片液泡膜V-H+-ATPase的质子泵活性比对照增加了30%—50%,液泡膜Na+/H+逆向转运活性则增加至对照的4—7倍,进一步证实莳萝蒿叶片具有较强的液泡Na+区域化能力。随着盐处理浓度的升高,Na+在叶片中的分布比例相对减少,V-H+-ATPase的质子泵活性和Na+/H+逆向转运活性增幅也减缓。这种Na+区域化能力使莳萝蒿获得了较强的耐盐性,有效保护了其光系统,降低了细胞汁液渗透势。但是盐处理后这种耐盐方式并不能阻止莳萝蒿叶片肉质化程度和光合活性下降,莳萝蒿生长仍然受盐抑制,说明Na+区域化是莳萝蒿适应盐渍环境的必要条件而非充分条件。
参考文献：
[1]. 盐处理对碱蓬幼苗肉质化及水孔蛋白的影响[D]. 綦翠华. 山东师范大学. 2003
[2]. 盐地碱蓬膜相关蛋白及其在耐盐中的作用[D]. 陈敏. 山东师范大学. 2009
[3]. 不同盐处理对盐地碱蓬幼苗肉质化的影响[J]. 綦翠华, 韩宁, 王宝山. 植物学通报. 2005
[4]. 自然干旱和盐处理对大叶落地生根肉质化和光合作用的影响[D]. 王家利. 山东师范大学. 2006
[5]. 莳萝蒿适应盐渍环境的Na~+区域化方式和生理特征[J]. 邱念伟, 杨翠翠, 卢正珂, 李遵宁, 岳贤军. 生态学报. 2014