植物盐胁迫适应机制研究进展

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植物盐胁迫适应机制 的研究进展报告人: 报告人:夏传红 时间:2008年12月 时间 年 月

植物盐胁迫适应机制研究进展

◆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 离子平衡, 拒盐作用 ◆渗透调节 ◆结束语

植物盐胁迫适应机制研究进展

引言在盐胁迫下, 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. 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, 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 子毒害,营养失衡, 等过程来实现. 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, 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. 植株死亡.

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全球有各种盐渍土约9.5亿公顷, 全球有各种盐渍土约9.5亿公顷,占全球陆地面积 9.5亿公顷 的10%,而我国盐渍土约5.4亿亩,占全国耕地的1/4. 10%,而我国盐渍土约5.4亿亩,占全国耕地的1/4 5.4亿亩 1/4. 大面积的盐渍化土地严重制约了农业生产, 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. 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 机制,为此国内外众多学者做了大量的研究工作, 现植物适应盐胁迫的生理机制主要包括:提高抗氧化 现植物适应盐胁迫的生理机制主要包括: 酶系统的活性,消除自由基对植物机体的伤害;改变 酶系统的活性,消除自由基对植物机体的伤害; 体内各种激素含量;离子选择性吸收;离子区域化; 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. 拒盐作用及合成渗透调节物质.

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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, 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,这种水匮乏导致活性氧(ROS)的形成,如超 (ROS)的形成 严重水匮乏,这种水匮乏导致活性氧(ROS)的形成, 氧化物,过氧化氢,羟基氢氧基活性氧自由基和氧气等. 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) 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( 迫环境下植物细胞结构(如:叶绿体,线粒体,过氧化物 叶绿体,线粒

体, 酶体)中产生的大量活性氧(ROS)会造成叶绿素,膜质, 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. 蛋白质和核酸的氧化伤害从而破坏正常的生理代谢.

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为避免ROS的积累, 为避免ROS的积累,具较强抗盐性的植物体内 ROS的积累 的抗氧化酶系统在盐胁迫下活性增强,抗氧化酶 的抗氧化酶系统在盐胁迫下活性增强, 的活性,如过氧化氢酶(CAT), 的活性,如过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸盐过氧化 (CAT) 物酶(APX),愈疮木酚过氧化物酶(POD), 物酶(APX),愈疮木酚过氧化物酶(POD),谷胱甘 (APX) (POD) 肽还原酶(GR),和超氧化物歧化酶在盐胁迫时含 肽还原酶(GR), (GR) 量增高, 量增高,并且这些酶的浓度和遭受的盐胁迫的程 度有很好的相关性,可清除过量ROS. 度有很好的相关性,可清除过量ROS. ROS

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在拟南芥和柑橘中, 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 物酶(PHGPX)在盐胁迫条件下时含量增加..而且 (PHGPX)在盐胁迫条件下时含量增加.. 在柑橘中,Cu/Zn—SOD酶活性, 在柑橘中,Cu/Zn—SOD酶活性,谷胱甘肽过氧化 酶活性 物酶活性,和胞液APX活性都升高. 物酶活性,和胞液APX活性都升高.在盐胁迫下培 APX活性都升高 养的拟南芥缺乏维生素C 植物体内维生素C 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% 只是正常野生型的30% ,并且明显对氧化胁迫有 30 更高的敏感度. 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, 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. 抗氧化防御功能.

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盐胁迫能诱导某些抗氧化酶及其信使RNA的表达: 盐胁迫能诱导某些抗氧化酶及其信使RNA的表达: RNA的表达 Stevens等 1997) 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(PHGPX)合成. 叶片中有磷脂脱氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)合成. (PHGPX)合成 在NaC1浓度为100 mmolL-1 的环境下,金盏菊和玉米 的环境下, NaC1浓度为100 浓度为 叶片中谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活 叶片中谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活 (GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX) 性增强(Chaparzadeh eta1,2004; eta1, 性增强(Chaparzadeh eta1,2004;Neto eta1,2006)

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Mittova等(2003)在研究番茄类植物叶片细胞线粒体抗 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100 氧化酶系统时发现,普通番茄在NaCI浓度100 mmolL-1 条 NaCI浓度 件下,其叶片细胞线粒体内的膜质过氧化反应加强, 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 照相比超氧化物歧化酶(SOD)活性降低50%,APX和谷胱甘 (SOD)活性降低50%,APX 肽过氧化物酶(GPX)活性未发生改变; 肽过氧化物酶(GPX)活性未发生改变;但抗盐能力较强的潘 (GPX)活性未发生改变 那利番茄在相同的盐胁迫下其线粒体中SOD,APX, 那利番茄在相同的盐胁迫下其线粒体中SOD,APX,单脱氢 SOD 抗坏血酸还原酶(MDHAR),脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR), 抗坏血酸还原酶(MDHAR),脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR), (MDHAR) (DHAR) GPX的活性与对照相比分别增强60%,180%,170%,30% GPX的活性与对照相比分别增强60%,180%,170%,30% 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 32%,但GR的活性降低60%.盐胁迫使普通番茄叶绿体 %, 的活性降低60%. 中过氧化氢(H202)的含量增加,膜质氧化反应加强, 中过氧化氢(H202)的含量增加,膜质氧化反应加强,但在 (H202)的含量增加 潘那利番茄的叶绿体中情况则相反, 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. 酶种类及活性的差异所引起的.

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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, 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. 氧化酶在抗盐胁迫中的重要作用. 研究发现盐胁迫条件下, 研究发现盐胁迫条件下,转基因烟草通过过表达基因 GPX(编码谷胱甘肽 转移酶GST 编码谷胱甘肽s GST和谷胱甘肽过氧化物酶 Gls GPX(编码 …… 此处隐藏：4338字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……