来源于污染土壤的植物根际促生细菌对番茄幼苗的促生与盐耐受机制

从来源于盐碱地和重金属污染地的8株菌中筛选对盐胁迫下番茄幼苗具有明显促生作用的菌株,并研究这些菌株的相关生物学特性及其对番茄幼苗的盐耐受机制,检测菌株产1-氨基-环丙烷-1-羧酸(ACC)酶活、吲哚乙酸(IAA)产量、解磷、生物膜形成能力、耐盐性和菌株对盐胁迫下植株叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,叶片中丙二醛(MDA)、脯氨酸和叶绿素含量的影响.结果显示,其中4株菌(Pseudomonas protegens TM1109、Achromobacter sp.KY5104、Variovorax sp.TY4204和P.protegens KY4410)在0.7%盐胁迫下对番茄鲜重增长效果更好,增长率范围为33%-50%.盐耐受机制研究结果显示TY4204和KY5104通过诱导或增强SOD和POD活性来清除番茄体内氧自由基对番茄的损伤.它们也可以合成ACC脱氨酶来抗盐胁迫,同时通过降低叶片中MDA含量来减轻番茄在盐胁迫下的损伤.TM1109和KY4410虽然不产生ACC脱氨酶,IAA产量水平也较低,但可以在盐胁迫下通过诱导或增强SOD和POD活性来清除番茄体内氧自由基对番茄的损伤,具备溶解有机磷能力,且TM1109可溶解无机磷并具备良好的生物膜形成能力,有助于番茄对营养的吸收和生物膜对离子的选择性吸收以抵抗盐胁迫.本研究表明TM1109、KY5104、TY4204和KY4410菌株可以通过多种作用机制来缓解番茄盐胁迫并促进番茄的生长.     

盐胁迫对欧美杂交杨异戊二烯释放和光合参数的影响

为揭示2种欧美杨(Populus deltoides×Populus nigra)光合速率、异戊二烯释放速率、生长形态对盐胁迫的响应,以欧美杨895、欧美杨1388为试验材料,用浓度为0、0.18 mol/L的NaCl溶液对其进行处理,测定不同处理下2种欧美杨气体交换指标、异戊二烯释放的相关参数以及生物量相关的生长指标.结果显示:盐胁迫显著降低了2种欧美杨的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)及蒸腾速率(T_r),但其胞间CO_2浓度(C_i)并未受到影响;盐胁迫下,2种欧美杨的异戊二烯释放速率和异戊二烯合酶反应系数明显降低,但异戊二烯的直接前体物二甲基烯丙基二磷酸酯(DMADP)库容在统计学上并没受到显著的影响,这说明盐胁迫下异戊二烯释放速率的降低主要是由异戊二烯合成酶活性的降低所导致;2种欧美杨的相对生长速率和总干物质量在盐胁迫下均显著下降,其中1388品种的根和茎干重占总干物质量的比例显著高于895品种,而其叶干重刚好相反,说明2个品种不同器官的生物量分配在盐胁迫下存在差异.综上所述,2种欧美杨对盐胁迫的响应相似,抗逆性也没有表现出显著差异,但其异戊二烯释放速率以及光合速率下降的调控机制有所差异,这很可能是2个品种不同器官的生物量分配产生差异的原因.     

气相色谱-质谱法评价NaCl胁迫对椒样薄荷精油产量和品质的影响

利用气相色谱-质谱法研究了不同浓度NaCl胁迫对耐盐椒样薄荷精油产量和品质的影响.实验结果显示,在150 mmol·L-1NaCl胁迫下,椒样薄荷能够保持正常生长,而200 mmol·L-1NaCl胁迫显著抑制了其生长.而且200 mmol·L-1NaCl胁迫明显降低了耐盐椒样薄荷的精油产量和含量.气相色谱-质谱法(GC-MS)的检测结果表明,200 mmol·L-1NaCl胁迫改变了精油组分和含量,大大降低了椒样薄荷精油的品质.本文初步探讨了不同浓度NaCl胁迫对耐盐椒样薄荷精油产量和品质的影响,为椒样薄荷在盐渍地的开发利用提供了理论基础.     

转录因子DREB、ERF和NAC在介导植物响应生物和非生物胁迫中的作用

生物和非生物胁迫是影响植物生长和造成农业减产的重要原因.近年来,已经鉴定了几个可以调控胁迫相关基因表达的转录因子.这些转录因子在控制植物生物系统转录重编程中起重要作用,能提高植物对生物和非生物胁迫的耐受能力.因此,识别和表征与植物胁迫反应有关的关键基因对增强转基因植物的胁迫耐受能力是必不可少的.本文介绍了DREB、ERF和NAC转录因子,重点介绍其在转基因植物增强对生物和非生物胁迫耐受性的潜力.     

菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫的机理

菌根是菌根真菌与高等植物根系形成的一种共生体，能够促进植物在瘠薄土壤中的生长。文章通过综合近20年来国内外在菌根植物抗盐碱研究方面的成就，论述了在高盐胁迫下，菌根对其寄主植物耐盐碱能力的影响；指出菌根植物可能主要通过以下4个方面增加对高浓度盐碱环境的抗性：增加植株对P等矿质营养元素的吸收，改善了盐胁迫引起的营养亏缺；改变植物体内离子平衡，降低其生理毒害；增加植株对水分的吸收和利用能力，缓解了生理性干旱；改变了植物根系形态，促进根系水分吸收能力。在分析菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫机理的基础上，还对该问题的研究前景提出了设想，为盐碱地改良提供参考依据。     

盐胁迫下接种丛枝苗根真菌对甜菊生长和氮磷吸收的影响

盐胁迫是普遍而严重的世界性环境问题,丛枝菌根(Abuscular mycorrhizal,AM)真菌被认为是提高植物抗盐性的有效的生物方法.甜菊(Stevia rebaudiana)作为一种新兴的保健型糖源植物,分布范围较广.通过设置盐胁迫(0mmol/L和200 mmol/L)和接种AM真菌(未接种和接种摩西球囊霉)4种处理组合,解析AM真菌对甜菊抗盐性的作用机理.结果发现,盐胁迫显著降低了甜菊的各部分鲜重和干重、基质pH值和菌根化结构形成的强度,但显著增加了植株的氮、磷含量.在非盐胁迫下,接种AM真菌显著增加了植株各部分的鲜重和干重;而在高盐处理下,AM真菌的促进效应则不明显,这可能与高盐下AM真菌结构的形成和发育状况的显著降低有关.此外,接种AM真菌显著增加了甜菊植株的磷含量尤其是在高盐胁迫下,且随着盐浓度的升高,甜菊的氮依赖性显著下降而磷依赖性显著升高,促进磷元素的吸收可能是AM真菌提高甜菊耐盐性的内在机理.本研究表明,接种摩西球囊霉可显著增加非盐胁迫下甜菊的生物量,同时有利于高盐胁迫下甜菊植株磷元素的吸收,这可为甜菊的产业化经营和管理提供一定的理论依据.     

丛枝菌根对盐胁迫的响应及其与宿主植物的互作

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizae Fungi,AMF)作为陆地生态系统的组成部分之一,在促进宿主植物对土壤养分和水分的吸收、提高植物生物量生产、调节种群和群落的结构、维持生态系统的稳定性等方面发挥了重要作用。其中,盐渍化是自然生态系统中广泛存在的一种胁迫生境条件,全球盐渍化土地约占耕地总面积的10%,因而探讨AM菌根在此胁迫生境下对宿主植物生长的影响具有重要意义。从以下几个方面,围绕盐胁迫条件、AM菌根和宿主植物三者之间的关系对当前国际上相关领域的研究进展进行了综述:1)AM真菌对盐胁迫的响应,包括菌根共生体形成、菌根侵染率、AM真菌的分布、菌丝体生长发育、孢子的形成和分布等;2)盐胁迫条件下AM菌根对宿主植物的效应,包括AM菌根促进宿主植物对P、N等元素的吸收、降低植物体内Na 的含量、提高光合作用能力,进而提高植物的生物量和对植物的群落结构产生影响等;3)AM菌根提高宿主植物耐盐性的机理,分别从植物根系形态的改变、水分吸收能力的加强、细胞内营养物质的平衡,以及细胞生理代谢的调节等方面对AM菌根促进植物抗盐性的机理进行了剖析。     

盐雾胁迫对榄仁幼苗生长及体内矿质元素分布的影响

在温室培养条件下,用叶片喷雾的方式对盐生植物榄仁（Terminalia catappa）的幼苗进行NaCl胁迫处理,研究了盐雾胁迫对其生长、5种矿质元素（Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋、Cl-）和灰分在幼苗不同叶龄叶片和叶片各部分分布的影响,以探讨盐雾胁迫下的盐害机理,以此指导实际工作中盐害诊断与预防措施,为筛选耐盐树种建设沿海防护林提供依据。结果表明：盐雾胁迫下榄仁幼苗的叶、茎、根生长比对照组缓慢,K＋在各叶片分区的分布差别较小,Ca2＋、Mg2＋、灰分在叶片中心区分布较多,Na＋和Cl-均向叶缘集中,且Na＋和Cl-质量分数显著增加（P〈0-05）,可见盐雾胁迫下榄仁幼苗叶片盐分较易集中在叶尖、叶缘,这与叶片病斑多分布于叶尖、叶缘的症状相符。盐雾胁迫下榄仁幼苗叶片的灰分质量分数在叶片中心区分布最多,并呈现老叶〉成叶〉新叶,而且随胁迫时间增加呈升高趋势,叶片不同部位和不同叶龄的灰分质量分数都显著高于对照组（P〈0-05）,故盐雾胁迫促进植物体灰分积累。盐雾胁迫下榄仁幼苗的 K＋、Na＋、Cl-在新叶分布最多,Ca2＋在老叶分布最多,Mg2-在成熟叶分布最多,可见新叶对盐雾胁迫最敏感。不论是在叶片不同部分、不同叶龄的分布,还是在盐雾胁迫下5种矿质元素质量分数的变化上,榄仁幼苗体内的Na＋-Cl-存在极显著强正相关（P〈0.01）。     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

水杨酸对小麦高盐毒害的缓解作用

以盐敏感品种中国春、农大８５０２１和抗盐品种冬６８、茶淀红等４个品种小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）为材料,研究盐分胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的影响以及水杨酸对盐害的缓解作用．结果表明,水杨酸能够相对提高盐分胁迫条件下小麦种子萌发的数量、速度和质量;提高幼苗根和叶内游离脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质的含量,增强其渗透调节能力,同时提高幼苗体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,抑制膜脂过氧化作用产物丙二醛的积累,降低叶片质膜透性和盐分胁迫对细胞膜的伤害．所有这些变化都有利于缓解盐害,提高小麦抗盐性     

逆境下植物叶性状变化的研究进展

介绍了逆境下植物叶性状变化的研究进展。在逆境下,植物的叶片形态、解剖构造和内含物质等方面产生变化或特化,以保证植物正常的生命活动。解剖构造与树木的抗旱性关系密切,渗透调节是一个重要的抗旱性和抗盐性机制。植物为了减少虫害的发生,采用防卫和逃避相结合的策略保护自己。叶片中午受到强光胁迫时存在明显的＂避光运动＂,栅栏组织的叶绿体通过不同的运动排列方式来调整对光辐射的吸收,减少光胁迫。植物在阴蔽的环境中,通过大的叶面积等方式保证在弱光条件下充分利用光能。在干旱和盐胁迫下,叶片变小或消失,叶片表皮角质化,在叶片或细胞外形成一些机械组织,叶肉质化,白天叶片气孔关闭等方式增加耐盐性。多年生落叶树木和不落叶的植物通过不同的方式增加抗寒力。基因对叶性状的影响尚有争议。叶性状的差异可能是对不同环境的反映,或者是它们的年龄和基因引起的。最后,对叶性状的研究前景作了展望。     

杨树抗旱性研究进展

The drought resistance of woody plants, in particular, Populus, was reviewed in this paper. Studies about drought resistance of Populus mostly focused on changes in growth properties, physiological adaptation and biochemical aspects, but a few on molecular biology. The indexes of drought adaptation and productivity were analyzed and these indexes could be employed to identify drought resistance of woody plants. Combination of such different approaches will, hopefully, give us a more complete understanding of the various regulatory mechanisms in trees than what we may have today. With development of the molecular biology of woody plants, the sluties on stress resistance of Populus which was regarded as a model plant, are summarised. Ref 96     

拟南芥VTE1过量表达可以增加维生素E含量和提高烟草植株耐盐行

维生素E在动物细胞内具有抗氧化等重要作用，但在植物体内的功能却鲜为人知．本实验利用CaMV 35S启动子与来源于拟南芥的编码生育酚环化酶（TC）的cDNA（VTE1）构建的嵌合表达载体，以根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草W38．实验结果表明，具有卡那霉素抗性的再生植株经RT-PCR检测，得到了与阳性对照一致的495bp的目标片段；转基因植株的VE含量比对照植株高2倍左右，个别株系高达11倍．实验还发现，在耐盐性实验中转基因植株对盐的抗性明显高于野生型烟草；同时，在不同盐浓度（150、250mmoL／L）胁迫下转基因植株VE含量比未转化植株增加了1．3～1．8倍，首次证明VTE1与植物耐盐性之间的关系．     

拟南芥VTE1过量表达可以增加维生素E含量和提高烟草植株耐盐性

维生素E在动物细胞内具有抗氧化等重要作用,但在植物体内的功能却鲜为人知.本实验利用CaMV35S启动子与来源于拟南芥的编码生育酚环化酶(TC)的cDNA(VTE1)构建的嵌合表达载体,以根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草W38.实验结果表明,具有卡那霉素抗性的再生植株经RT-PCR检测,得到了与阳性对照一致的495bp的目标片段;转基因植株的VE含量比对照植株高2倍左右,个别株系高达11倍.实验还发现,在耐盐性实验中转基因植株对盐的抗性明显高于野生型烟草;同时,在不同盐浓度(150、250mmol/L)胁迫下转基因植株VE含量比未转化植株增加了1.3~1.8倍,首次证明VTE1与植物耐盐性之间的关系.图7参30     

Facilitation across stress gradients: the importance of local adaptation

While there is some information on genetic variation in response to competition in plants, we know nothing about intraspecific variation in facilitation. Previous studies suggest that facilitation should increase fitness in stressful environments. However, whether a plant experiences an environment as stressful may depend on prior adaptive responses to stressors at a site. Local adaptation to stress at a site may reduce the likelihood of facilitation. Seeds of Plantago erecta from stressful (serpentine soil) and non-stressful (non-serpentine soil) edaphic environments were reciprocally planted into these two soil types. Although competition did not differ significantly among seed sources, there was evidence for a local adaptation effect on facilitation. Non-serpentine seeds planted into serpentine soil exhibited greater individual plant biomass at higher densities. The interaction between population source and growth environment indicates a role for evolutionary processes such as local adaptation in the expression of facilitation in plants.     

盐胁迫条件下三角滨藜叶片中盐分的积累与分配

用扫描电镜和能谱仪测定不同浓度NaCl胁迫2wk后的三角滨藜幼叶和成熟叶中Na 在细胞外和细胞内的分布情况,并利用原子吸收分光光度计测定叶片中Na 的积累量,同时还观测了盐囊泡及其与盐的积累、分泌之间的关系.结果表明,在盐胁迫下,三角滨藜叶片中的Na 积累量随根外溶液盐浓度的升高而增加,而盐囊泡的含盐量并无显著变化.同时发现,叶片中的Na 主要积累在细胞内.因此,可以认为,三角滨藜主要靠吸收并在细胞内积累Na 来降低渗透势,保证植株的水分吸收,而三角滨藜的盐囊泡在盐分分泌与抗盐中并无实质性作用.图2表3参12     

Hemiparasites generate environmental heterogeneity and enhance species coexistence in salt marshes.

Tidal inundation and salinity are considered to be controlling factors in salt marsh species distributions. Parasitic plants may also influence community organization as parasite-host interactions may play a functional role in stress amelioration due to physiological mechanisms for salinity tolerance and resource acquisition. Endangered root hemiparasites (Cordylanthus maritimus ssp. palustris and Cordylanthus mollis ssp. mollis) occupy unique habitat within fragmented northern California tidal wetlands. My objective was to examine the effects of these root hemiparasites on soil salinity, aeration, and community composition. I compared experimentally established bare patches, shaded and unshaded, and parasite removal patches to controls with hemiparasites across intertidal elevation gradients. Plant community composition, soil salinity, and redox potential were measured as response variables. In this field removal experiment, I demonstrated that parasite-host associations can enhance the amelioration of physical stress conditions in the salt marsh exceeding the passive role of shading by vegetation. Consumer-driven reduction of physical stress resulted in increased plant species richness, and the effect was most pronounced with elevated salinity and hypoxia stress. Although previous studies have demonstrated that removal of dominant plant biomass by herbivores can increase physical stress in salt marshes, this is one of the first examples of a positive indirect effect of a consumer on community diversity through physical stress relief. Greater understanding of biological interactions coupled with abiotic factors may improve rare plant conservation and salt marsh restoration success.     

编码水稻胞外核苷酸双磷酸酶基因的表达特性

NTPDase(Nucleoside triphosphate-diphosphohydrolase,核苷酸双磷酸酶)在哺乳动物巾分布于细胞膜,可以水解细胞外ATP和其他核苷酸,从而调控胞外核苷酸代谢及信号应答.根据水稻NTPD基因序列设计引物,在不同胁迫条件样品中,通过PCR扩增水稻NTPD基因,结果表明水稻NTPD基因表达水平在盐胁迫样品中升高.为进一步分析水稻NTPD基因的功能,构建了该基因的过量表达、RNA干涉载体,通过根癌农杆菌介导转入水稻品种日本晴并获得阳性植株.半定量RT-PCR分析达到过量表达和干涉日的.在盐胁迫条件下,TO代过表达转基因植株表现出一定程度的抗胁迫能力,RNA干涉转基因植株的生长则受到抑制.图7表3参20     

Salicylic acid to decrease plant stress

Pollution and climate change degrade plant health. Plant stress can be decreased by application of salicylic acid, an hormone involved in plant signaling. Salicylic acid indeed initiates pathogenesis-related gene expression and synthesis of defensive compounds involved in local resistance and systemic acquired resistance. Salicylic acid may thus be used against pathogen virulence, heavy metal stresses, salt stress, and toxicities of other elements. Applied salicylic acid improves photosynthesis, growth, and various other physiological and biochemical characteristics in stressed plants. Salicylic acid antagonizes the oxidative damaging effect of metal toxicity directly by acting as an antioxidant to scavenge the reactive oxygen species and by activating the antioxidant systems of plants and indirectly by reducing uptake of metals from their medium of growth. We review here the use of exogenous salicylic acid in alleviating bacterial, fungal, and viral diseases, heavy metal toxicity, toxicity of essential micronutrients, and salt stress.