盐生和中生植物对盐害的响应及其抗性结构机制研究

摘要

采用光学显微镜及植物生理生化研究技术,从形态、生理生化、组织结构等方面,比对研究了人工调控条件下两种盐生植物藜科藜属的藜(Chenopodium album L.)、地肤属碱地肤(Kochia sieversiana(Pallas)C.A.Mey.)和两种中生植物菊科豚草属豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)、三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)对混合盐胁迫的响应特点及其抗性结构机制,同时探讨了SOD活性增强物质对植物抗盐性的影响。
　　 研究结果表明:盐生植物和中生植物在高浓度混合盐胁迫条件下,株高受到明显抑制,同等条件下盐生植物和中生植物相比受抑制程度较低,SOD活性增强物质对盐生植物和中生植物的生长抑制有明显改善作用,并且对盐生植物的作用更显著；盐生植物和中生植物在各浓度混合盐胁迫条件下,叶长没有受到显著抑制,SOD活性增强物质对盐生植物和中生植物的叶长抑制作用不明显；盐生植物和中生植物叶片细胞膜透性随混合盐胁迫浓度增加而增大,同等条件下盐生植物和中生植物相比细胞膜透性增大幅度较小,SOD活性增强物质对盐生植物和中生植物的细胞膜透性增大有明显抑制作用,并且对盐生植物的作用更显著；盐生植物和中生植物叶片SOD活性随混合盐胁迫浓度增加而呈增大趋势,同等条件下盐生植物和中生植物相比SOD活性增大更显著,高浓度混合盐胁迫条件下两种盐生植物SOD活性增大特征不同,SOD活性增强物质对盐生植物的SOD活性的作用更显著而在中等浓度混合盐胁迫下SOD活性增强物质对中生植物的SOD活性的作用更显著；盐生植物和中生植物叶片甜菜碱含量随混合盐胁迫浓度增加而增加,同等条件下盐生植物和中生植物相比甜菜碱含量增加程度较大,SOD活性增强物质对盐生植物和中生植物的甜菜碱含量增加有一定抑制作用,并且对盐生植物的抑制作用相对较大；盐生植物和中生植物叶片叶绿素含量随混合盐胁迫浓度增加而呈减少趋势,并且在中等浓度混合盐胁迫条件下作用显著,同等条件下盐生植物和中生植物相比叶片叶绿素含量变化程度较低,SOD活性增强物质使混合盐胁迫条件下盐生植物和中生植物的叶片叶绿素含量降低得到一定改善,并且对盐生植物的作用相对较大;混合盐胁迫程度越高对植物初生保护组织、输导组织、薄壁组织、含晶细胞、同化组织等组织结构影响越大,高浓度混合盐对盐生和中生植物组织结构影响有显著差异,高浓度混合盐显著增加盐生植物根导管平均数目,而对中生植物茎皮层厚度的增加以及叶上表皮细胞角质层厚度的增加有显著作用,SOD活性增强物质使混合盐胁迫条件下盐生植物和中生植物的组织结构变化程度降低。
　　 盐生植物自身往往具有发达的初生保护组织、输导组织、薄壁组织、含晶细胞、同化组织等促进吸水和保水结构以及较高的生理生化响应能力,因此在低浓度甚至高浓度盐胁迫条件下往往在形态、组织结构和生理生化方面不发生显著变化而表现出明显的抗性；而中生植物本身往往不具备或很少具备典型盐生植物的抗性特征,因此往往在低浓度和中等浓度混合盐胁迫条件下就表现出明显的响应变化；SOD活性增强物质对盐生植物和中生植物抗混合盐胁迫能力的提高具有明显的选择性,可能与盐生植物自身具有较高的SOD活性有关。
　　 盐生植物和中生植物相比在混合盐胁迫条件下形态、生理生化和组织结构等方面都表现出一定的响应特性,这为颉颃混合盐胁迫对植物体造成的活性氧伤害、土壤环境水势降低和植物体光合作用能力的下降都有积极作用,盐生植物和中生植物相比在适应混合盐胁迫环境中具有更大的优势。盐生植物对混合盐胁迫的各种响应机制作为植物对盐胁迫的标志性特征对盐生植物以及SOD活性增强物质在盐碱地生产和相关科研中的应用提供了基础理论依据,对我国大面积盐碱地的生物治理具有重要意义。