浅析盐胁迫对植物的伤害

吕宗顺

海城市农业技术推广中心

浅析盐胁迫对植物的伤害

吕宗顺

海城市农业技术推广中心

盐胁迫是严重影响植物生长,导致农作物减产的主要非生物因子之一。由于我国耕地盐碱化的日趋严重,对我国的植物生产已构成较大威胁,如何提高植物耐盐能力的研究对我国农业的发展具有较大的现实意义。

耐盐 胁迫 光合作用 影响

基于盐胁迫对植物的较大危害及提高植物耐盐性的特殊意义,下面着重就盐胁迫对植物产生的主要危害及与植物耐盐相关的主要机制作进行论述。

一、盐胁迫与活性氧

植物的光抑制不仅发生于光能绝对量过高时,更多的是发生于当植物吸收的光能超过了其光合作用所能利用的范围时,所以当植物在遭受盐等胁迫而导致其光合能力降低时就会发生光抑制,由此而带来的碳同化的下降会引起光合电子传递链的过还原,过多的电子会因此而传给分子氧,并引起氧气的单价还原或原子排序的异常,从而导致不稳定的活性氧的形成,最终引起光抑制或光氧化损伤。这种过氧化胁迫是植物响应逆境的普遍现象,因此细胞中的产生活性氧是不可避免的。

二、盐胁迫对光合作用的影响

环境胁迫会影响植物包括光合作用在内的生理过程,而光合作用又是决定作物产量的关键。因此,胁迫环境下植物生长的受阻主要归因于其光合能力的降低,但也有研究认为盐胁迫不一定导致光合下降,甚至低盐还会促进光合的上升。如发现50mM的低盐促进了植物的碳同化,而100mM的盐对其影响不大,当盐浓度到200mM时会导致碳同化下降60%。但更多的研究则认为盐胁迫处会导致植株光合速率的下降,其下降程度还与不同植物的耐特性相关,其中碳同化的下降往往是由于叶片中盐的积累所致。所以,盐胁迫下作物光合效率的提高对提高作物的耐盐能力非常关键。有关盐胁迫与作物光合效率的研究也因此成为盐胁迫研究的热点,就目前已有的关于盐胁迫导致光合下降的原因,具体可归纳成以下几个方面：细胞膜的水解使CO2透性下降；离子毒害；因气孔关闭而导致CO2供应下降；盐诱导的衰老加速；由于胞质结构变化而导致的酶活性的变化；由于活性下降而导致的负反馈抑制，等等。但目前对盐胁迫对光合作用的抑制归因于气孔限制或/和非气孔限制还存在着争议。

1.盐胁迫引起光合限制的气孔因素和非气孔因素

光合速率是叶片内外CO2浓度梯度和扩散阻力的函数,叶片外面和叶绿体内梭化部位之间的这个浓度梯度越大和扩散阻力越小,叶片的光合速率就越高。CO2从叶外向叶绿体内的梭化部位扩散时,会遇到多种阻力,其中气孔是最重要的一种光合限制因子。盐引起气孔关闭有两种原因,一是因为盐导致叶片含水量的降低而引起的,进而导致胞间CO2浓度下降并引起光合降低。二是由于盐导致光合下降引起CO2浓度升高而间接引起气孔的关闭。前者为气孔限制,后者为非气孔限制。

目前对盐胁迫引起光合下降归因于气孔限制还是非气孔限制意见不同。这可能与所用的试验材料、实验方法、盐处理浓度和时间等的不同有关。

2.盐胁迫对光合色素的影响

光合色素在光能的吸收、传递、转换和激发能的耗散方面有重要的作用。盐胁迫对植物光合作用的影响也通常表现在对植物叶绿素和总胡萝卜素含量的下降,随着胁迫时间的延长,老叶会失绿甚至脱落。有关盐胁迫导致光合色素下降的报道已有很多如盐胁迫导致植物叶绿

素和类胡萝卜素含量的降低；盐胁迫降低叶绿素含量的同时也降低了净光合速率,提高了呼吸速率和碳补偿点,而对类胡萝卜素含量无影响；盐胁迫导致叶绿素的下降速率大于胡萝卜素,而花青素的含量却在盐胁迫下大大增加。

3.盐胁迫与光系统及电子传递

盐胁迫对光反应的影响主要反映在对光系统和电子传递的影响。其中光系统常被认为是光抑制的原初位点和主要作用部位。光系统能够介导非循环电子传递,是进行水光解放氧的部位,在光合作用响应环境胁迫中起着关键的作用。因此,有关光系统对环境胁迫响应的研究对阐明植物耐受环境胁迫的光合内部机制是非常重要的。

[1]许大全.光合作用效率[M].上海科技出版社, 2002,39-98.

[2]Dionisio-Sese M L,Tobita S.Antioxidant responses of rice seedings to salinity stress[J].Plant Science, 2008,135∶1-9.