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盐、碱胁迫下星星草体内有机酸积累比较

郭立泉  
【摘要】:土壤的盐碱化既包括土壤的盐化又包括土壤的碱化,盐化以土壤盐度升高为特征,碱化以土壤pH升高为特征。因此,对于植物来说,盐碱生境实际上涉及到两种胁迫即盐胁迫和碱胁迫。为揭示盐、碱胁迫对植物的胁迫作用特点以及二者之间的相关性,本实验以星星草为研究对象,将中性盐NaCl、Na_2SO_4和碱性盐NaHCO_3、Na_2CO_3分别混合并对苗龄8周的星星草幼苗进行盐胁迫和碱胁迫处理。利用高压液相色谱法测定星星草幼苗在两种胁迫下地上和地下两部分组织中柠檬酸、苹果酸、草酸等有机酸以及脯氨酸的含量等协变指标,并分析了两种胁迫下有机酸及脯氨酸积累的特点及差异。 结果表明:(1) 柠檬酸的显著积累仅在一定浓度的碱胁迫(胁强为60mmol/L以上)时出现。在盐胁迫下,随着胁强的增加(0-300mmol/L)柠檬酸含量甚至稍微有些减低,因此柠檬酸积累是星星草在碱胁迫下的特定生理反应。柠檬酸的特异积累的生理作用可能与植物的pH调节相关联,同时也反映出了星星草对碱胁迫和盐胁迫有着不同的响应机制。(2) 在有机酸代谢调节中起主导作用的是柠檬酸,即在碱胁迫下,星星草体内柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸等有机酸均有一定程度的改变,但其变化幅度却有显著差异。其中柠檬酸的含量占有机酸总量的一半以上,且变化幅度很大,而其它有机酸的含量在盐、碱胁迫下变化幅度均较小,因此总酸的改变主要是柠檬酸改变的结果。(3) 在一定范围内(胁强为0-300mmol/L),无论是盐胁迫还是碱胁迫均能引起脯氨酸含量随胁强的增加而上升,但盐胁迫对脯氨酸积累的量略大于碱胁迫,这说明它们既具有相似性又不完全相同。盐胁迫主要是涉及渗透胁迫、离子毒害和离子失衡等因素。而植物对碱胁迫的响应除了进行渗透调节和离子分配外,同时还要进行内部环境和外部环境的pH调节。 实验结果表明,大量积累以柠檬酸为主的有机酸是星星草对碱胁迫的特殊生理响应,这一现象的发现对揭示天然抗碱植物的抗碱生理机制具有重要意义。


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