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1、01盐害的发生及其类型02过量的盐分对植物生理生化过程的影响03植物的避盐性04植物的耐盐性CONTENTS第1页/共40页盐害 定义：土壤中盐分过多对植物生长发育产生的危害称为盐害。通常，土壤含盐量在0.2%-0.5%时就不利于植物的生长。第一节 盐害的发生及其类型第2页/共40页LOREM盐碱土（0.6-10%）钠盐是造成土壤盐分过高的主要盐类碱土：以Na2CO3和NaHCO3为主盐土：以NaCI和Na2SO4为主盐碱土第3页/共40页（一）盐害的发生原因 盐害主要是由水分亏缺造成的生理干旱以及离子毒害引起的。干旱地区降雨少，蒸发强烈，盐分不断积累于地表；长期不合理使用化肥或用污水灌溉也能
2、使土壤盐分增高；水土流失一些海滨地区，由于海堤崩塌，海水倒流，也会形成盐碱土第4页/共40页盐害发生的原因过度灌溉过量施肥水分蒸发水土流失水土流失盐害第5页/共40页盐碱土种类滨海盐土滨海盐土草甸盐土草甸盐土沼泽盐土沼泽盐土洪积盐土洪积盐土残余盐土残余盐土碱化盐土碱化盐土盐土盐土碱土碱土草甸碱土草甸碱土草原碱土草原碱土龟裂碱土龟裂碱土中国盐碱地区主要分布在地势比较地平，径流较滞缓或较易汇集的排水不良地段，河流冲击中国盐碱地区主要分布在地势比较地平，径流较滞缓或较易汇集的排水不良地段，河流冲击平原、盆地、湖泊沼泽地区。平原、盆地、湖泊沼泽地区。第6页/共40页01原初盐害：Na+、Cl-等离子胁
3、迫的毒害作用以及渗透胁迫造成的伤害。02次生盐害：次生的水分、离子胁迫营养等胁迫引起的伤害。盐害的类型第7页/共40页原初盐害原初盐害直接原初盐直接原初盐害害间接原初盐害盐害的类型直接原初盐害：直接原初盐害：主要指盐胁迫对质膜主要指盐胁迫对质膜的直接影响（膜的组分、透性和离子的直接影响（膜的组分、透性和离子运输等发生变化），使膜的结构和功运输等发生变化），使膜的结构和功能发生变化。能发生变化。间接原初盐害：间接原初盐害：质膜受到伤害后进一质膜受到伤害后进一步影响细胞的代谢，从而不同程度的步影响细胞的代谢，从而不同程度的破坏细胞的生理功能。破坏细胞的生理功能。第8页/共40页盐害的类型 次生盐害
4、：由于土壤盐分过多，使土壤水势进一步下降，从而对植物产生渗透胁迫。另外，由于离子间的竞争也可引起某种营养元素的缺乏，从而干扰植物的新陈代谢。第9页/共40页01概念：盐害02盐害发生的原因：生理干旱、离子毒害03盐害类型：原初盐害、次生盐害 小结第10页/共40页第二节 过量盐分对植物生理生化过程的影响第11页/共40页（一）盐害机理离子毒害和营养不均渗透胁迫膜伤害Na+含量的增加严重阻碍了植物体内的吸收和运输，并引起PO43-，K+离子亏缺严重影响植物的生长发育，甚至导致死亡。Cl-则抑制根系NO3-、H2PO4-的吸收。土壤溶液的渗透压增大，导致细胞失水，同时大量离子进入细胞，造成细胞内离
5、子不平衡。Na+的胁迫会破坏渗透平衡，从而损坏膜结构，阻止细胞分裂和生殖，阻碍生长。膜系统是盐害受损伤的原初伤害部位。盐逆境中，植物细胞的质膜透性增加。膜质过氧化作用增强，增加了膜透性。第12页/共40页细胞质膜透性和保护酶活性1 营养亏缺2 光合作用3 气孔的反应4 植物体内有机物5（二）生理生化过程的影响第13页/共40页细胞质膜透性和保护酶活性 细胞膜系统是植物受盐害的主细胞膜系统是植物受盐害的主要部位，盐分通过破坏植物细要部位，盐分通过破坏植物细胞质膜透性影响各种生理代谢胞质膜透性影响各种生理代谢和酶活性，最终影响到植物生和酶活性，最终影响到植物生长发育。长发育。第14页/共40页营养
6、亏缺 离子间的竞争引起某种营养元素离子间的竞争引起某种营养元素的匮乏，可进一步干扰植物的新陈代的匮乏，可进一步干扰植物的新陈代谢，影响植物的营养平衡。由于谢，影响植物的营养平衡。由于Na+Na+、Cl-Cl-过高导致细胞膜功能发生变化，膜上过高导致细胞膜功能发生变化，膜上的的 Ca2+Ca2+被被 Na+Na+取代产生膜的渗漏现象，取代产生膜的渗漏现象，同时细胞中离子和可溶性物质失去平同时细胞中离子和可溶性物质失去平衡，因而引起植物营养缺乏，生长异衡，因而引起植物营养缺乏，生长异常。常。第15页/共40页气孔是叶片与外界进行气体及水分交换的门户，是连接生态系统碳循环和水循环的结合点。植物在一定
7、浓度的盐胁迫下表现为气孔部分的关闭，由于气孔的关闭，导致植物的蒸腾速率，光合速率的下降，影响植物的生长。气孔的反应第16页/共40页光合作用盐胁迫下植物光合色素降解，叶片净光盐胁迫下植物光合色素降解，叶片净光合速率和暗呼吸减弱。合速率和暗呼吸减弱。叶绿体是对盐胁迫最敏感的细胞器，盐叶绿体是对盐胁迫最敏感的细胞器，盐分胁迫可造成叶绿体的类囊体膨大，基分胁迫可造成叶绿体的类囊体膨大，基粒排列不规则。粒排列不规则。NaCl NaCl 能提高叶绿素酶的活性，促使能提高叶绿素酶的活性，促使 CHl CHl分分解，降低其含量，从而影响植物的光合作解，降低其含量，从而影响植物的光合作用和干物质的积累。用和干
8、物质的积累。第17页/共40页对有机物的影响 盐胁迫下，植物体内常合成和积累一盐胁迫下，植物体内常合成和积累一些有机物，以降低细胞渗透势，适应盐些有机物，以降低细胞渗透势，适应盐渍环境。渍环境。氨基酸氨基酸是植物体内重要的代谢物质，是植物体内重要的代谢物质，是构成蛋白质的成分，而蛋白质又是基是构成蛋白质的成分，而蛋白质又是基因的产物和表因的产物和表达形式，所以氨基酸含量的变化在很大达形式，所以氨基酸含量的变化在很大程度上反应了植物体内氨基酸代谢的变程度上反应了植物体内氨基酸代谢的变化，反应了遗传上的变异性。化，反应了遗传上的变异性。有许多研究表明氨基酸与盐胁有许多研究表明氨基酸与盐胁 迫存迫存
9、在一定的相关关系，而关于在一定的相关关系，而关于脯氨酸脯氨酸(Pro(Pro）与盐胁迫的相关关系研究最多与盐胁迫的相关关系研究最多.第18页/共40页小结盐害原初盐害次生盐害直接盐害（质膜变化）间接盐害（代谢变化）水分亏缺营养缺乏降低彭压生长抑制其他脱水效应透性或运输变化 光合、呼吸、蛋白质合成离子外渗、毒害 酶活化或钝化干扰代谢过程第19页/共40页第三节植物对盐胁迫的适应根据植物抗盐能力的大小，可分为：根据植物抗盐能力的大小，可分为：盐生植物盐生植物(halophyte)(halophyte)：可生长的盐度范围为：可生长的盐度范围为1.51.52.02.0，如盐角草、碱蓬、胡杨等。，如盐角
10、草、碱蓬、胡杨等。甜土植物甜土植物(glycophyte)(glycophyte)：耐盐范围为：耐盐范围为0.20.20.80.8，其中甜菜、高粱等抗盐能力较强，棉，其中甜菜、高粱等抗盐能力较强，棉花、向日葵、水稻、小麦等较弱花、向日葵、水稻、小麦等较弱第20页/共40页21逃避盐害逃避盐害忍耐盐害第三节植物对盐胁迫的适应第21页/共40页 机理：主要是通过降低盐分在体内的积累来躲避盐害的发生。机理：主要是通过降低盐分在体内的积累来躲避盐害的发生。方式：避盐方式主要分三种：稀盐、泌盐和拒盐方式：避盐方式主要分三种：稀盐、泌盐和拒盐1、避盐机理第22页/共40页 有些植物通过增加吸水或加快生长速
11、率把吸有些植物通过增加吸水或加快生长速率把吸进的盐类稀释进的盐类稀释,以降低细胞内的盐分以降低细胞内的盐分,具有这种功具有这种功能的植物称为能的植物称为稀盐植物稀盐植物。部分盐生植物没有盐腺等排盐结构，但它们可部分盐生植物没有盐腺等排盐结构，但它们可以通过茎叶的肉质化大量吸收和存储水分，将以通过茎叶的肉质化大量吸收和存储水分，将吸入体内的盐分予以稀释的避盐性能。吸入体内的盐分予以稀释的避盐性能。碱蓬属碱蓬属SuaedaSuaeda1.1 稀盐滨藜属第23页/共40页 盐生植物吸收了盐分，但并不在体内积存，而是通过特异机构（盐腺和盐毛等）主动地排泄到茎叶表面，而后冲刷脱落，这是盐生植物最常用的形
12、式，防止体内过量 Na+、K+、Cl-等离子的积存。非盐生植物没有盐腺结构，所以它不可能通过盐腺进行泌盐。1.2 泌盐泌盐柽柳柽柳Tamarix chinensis Lour.Tamarix chinensis Lour.胡杨胡杨第24页/共40页1.3 拒盐拒盐 盐生植物的拒盐作用是依靠其对盐生植物的拒盐作用是依靠其对盐的不透性盐的不透性，阻，阻止盐分进入植物体或进入植物体内进行止盐分进入植物体或进入植物体内进行重新分配重新分配。（可从木质部导管中重新吸收（可从木质部导管中重新吸收NaNa+运回根部）运回根部）非盐生植物的拒盐作用除了依靠质膜对盐的不透非盐生植物的拒盐作用除了依靠质膜对盐的不
13、透性或利用其他方式阻止盐分向地上部分转移外，性或利用其他方式阻止盐分向地上部分转移外，其根部的根茎木质薄壁细胞及叶片薄壁细胞会分其根部的根茎木质薄壁细胞及叶片薄壁细胞会分化成传递细胞。（可将化成传递细胞。（可将 Na Na+随营养物质运到根部随营养物质运到根部即即“脉内再循环脉内再循环”）艾蒿艾蒿第25页/共40页世界上最著名的耐盐植物盐角草盐角草也从盐碱地里吸收大量的盐碱，但并不像柽柳、胡杨那样排出盐角草也从盐碱地里吸收大量的盐碱，但并不像柽柳、胡杨那样排出体外，而是永远贮存在身体里。在盐角草茎中的细胞内有叫盐泡的结体外，而是永远贮存在身体里。在盐角草茎中的细胞内有叫盐泡的结构，盐碱都存到盐
14、泡里了。盐角草靠着一个个小盐泡，就能从盐碱地构，盐碱都存到盐泡里了。盐角草靠着一个个小盐泡，就能从盐碱地里吸收水分，不但如此，由于盐碱都被圈在盐泡中，再也无法毒害盐里吸收水分，不但如此，由于盐碱都被圈在盐泡中，再也无法毒害盐角草了。盐角草因为有这种本领，能在含盐量高达角草了。盐角草因为有这种本领，能在含盐量高达0.50.56.56.5的盐碱的盐碱地上生长。地上生长。第26页/共40页耐盐主要是指植物对盐分胁迫的忍耐性，其中包括对渗透胁迫的忍耐和对离子胁迫的忍耐。植物的耐盐机理可主要从离子区域化和渗透调节两方面进行解释。2、耐盐机理第27页/共40页2.1 离子区域化 在盐生和非盐生植物中都存在
15、着离子的区域化现象，但盐生植物与非盐生植物的离在盐生和非盐生植物中都存在着离子的区域化现象，但盐生植物与非盐生植物的离子区域化功能有所不同。子区域化功能有所不同。盐生植物：盐生植物：将无机离子通过跨膜运输转入液泡中而与细胞质隔离开，这样不但降低了将无机离子通过跨膜运输转入液泡中而与细胞质隔离开，这样不但降低了整个细胞的渗透势，而且使细胞质免受离子的毒害。整个细胞的渗透势，而且使细胞质免受离子的毒害。非盐生植物：非盐生植物：它们一般尽量减少对有害盐离子的吸收，同时将吸收的盐离子输送到老它们一般尽量减少对有害盐离子的吸收，同时将吸收的盐离子输送到老的组织，在此作为盐离子的储存库，以牺牲这些组织为代
16、价，保护幼嫩组织。的组织，在此作为盐离子的储存库，以牺牲这些组织为代价，保护幼嫩组织。第28页/共40页盐离子进入植物细胞的途径及在细胞内的区隔化分布盐离子进入植物细胞的途径及在细胞内的区隔化分布第29页/共40页2.2 渗透调节渗透调节渗透调节是指植物生长在渗透胁迫条件下，其细胞中有活性和无毒害作用的渗透溶质的是指植物生长在渗透胁迫条件下，其细胞中有活性和无毒害作用的渗透溶质的主动净增长过程，其结果是细胞液浓度增加，渗透势降低。渗透调节是盐生植物和非盐主动净增长过程，其结果是细胞液浓度增加，渗透势降低。渗透调节是盐生植物和非盐生植物适应盐胁迫的主要生理机制之一。生植物适应盐胁迫的主要生理机制
17、之一。方式：吸收和积累无机盐离子，如方式：吸收和积累无机盐离子，如K K+、NaNa+、ClCl-、CaCa2+2+、MgMg2+2+等。等。合成有机物质，如脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、有机酸等。合成有机物质，如脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、有机酸等。第30页/共40页2.2.1、有机渗透调节机制氨基酸及其衍生物：如甘氨酸甜菜碱、脯氨酸、甘氨酸、氨基酸及其衍生物：如甘氨酸甜菜碱、脯氨酸、甘氨酸、-丙氨酸、丙氨酸、-氨基丁氨基丁酸、苏氨酸等酸、苏氨酸等糖类及其衍生物：如山梨糖醇、甘油、甘露糖醇、赤藓糖苷、异赤藓糖苷等糖类及其衍生物：如山梨糖醇、甘油、甘露糖醇、赤藓糖苷、异赤藓糖苷等叔硫酰化合物：如叔硫
18、酰化合物：如-二甲基硫代丙酸二甲基硫代丙酸第31页/共40页脯氨酸 ProPro含量随含量随NaClNaCl浓度的升高而增大，浓度的升高而增大，ProPro积累是植物体抵积累是植物体抵抗渗透胁迫的有效方式之一，抗渗透胁迫的有效方式之一，ProPro的增高能够的增高能够降低叶片细胞降低叶片细胞的渗透势的渗透势，防止细胞脱水，防止细胞脱水，ProPro具有很高的具有很高的水溶性水溶性，可以保，可以保护细胞膜系统，维持细胞内酶的结构，减少细胞内蛋白质的护细胞膜系统，维持细胞内酶的结构，减少细胞内蛋白质的降解。降解。研究发现研究发现,盐胁迫条件下激活了大麦幼苗体内脯氨酸合成盐胁迫条件下激活了大麦幼苗体
19、内脯氨酸合成的鸟氨酸途径的鸟氨酸途径,即即Arg(Arg(精氨酸精氨酸)Orn()Orn(鸟氨酸鸟氨酸)Pro()Pro(脯氨酸脯氨酸)途径途径,该途径的激活对大麦幼苗耐盐性的提高具有重要意义。该途径的激活对大麦幼苗耐盐性的提高具有重要意义。第32页/共40页甜菜碱在研究过的众多渗透调节物质中在研究过的众多渗透调节物质中,甜菜碱被认为是最好的渗透调节剂。甜菜碱被认为是最好的渗透调节剂。其其生理功能生理功能主要有主要有:作为渗透调节物质作为渗透调节物质;参与稳定生物大分子物质的结构与功能参与稳定生物大分子物质的结构与功能;影响离子在细胞内的分布影响离子在细胞内的分布,即细胞内甜菜碱含量的增加可促
20、进即细胞内甜菜碱含量的增加可促进NaNa+从胞质向液泡流从胞质向液泡流动动,提高液泡中提高液泡中NaNa+浓度。浓度。第33页/共40页糖醇类物质糖醇类物质糖醇类物质广泛分布于细菌、酵母、藻类、动物和高等植物中。广泛分布于细菌、酵母、藻类、动物和高等植物中。归纳起来有三方面作用归纳起来有三方面作用:(1):(1)作为代谢产物作为代谢产物;(2);(2)抗氧化剂。抗氧化剂。3)3)作为细胞渗透调节物质。糖醇作为细胞渗透调节物质。糖醇作为相容性溶质在渗透调节和渗透保护中起重要作用。作为相容性溶质在渗透调节和渗透保护中起重要作用。研究人员通过农杆菌介导法将研究人员通过农杆菌介导法将1-1-磷酸甘露醇
21、脱氢酶磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)(mtlD)基因和基因和6-6-磷酸山梨醇脱氢酶磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)(gutD)基因同时整合进入水稻基因组并且在转基因水稻中得到表达基因同时整合进入水稻基因组并且在转基因水稻中得到表达,分析表明分析表明,转基因水转基因水稻合成并积累了甘露醇和山梨醇稻合成并积累了甘露醇和山梨醇,降低了细胞的渗透势降低了细胞的渗透势,使其耐盐性得到明显提高。另外，使其耐盐性得到明显提高。另外，在烟草实验中表明甘露醇的存在亦能明显缓解在烟草实验中表明甘露醇的存在亦能明显缓解Na+Na+对根系的毒害作用对根系的毒害作用,同时能解除同时能解除NaClNaCl对根分化的抑制作用。
22、对根分化的抑制作用。第34页/共40页2.2.2、无机渗透调节机制盐生植物和非盐生植物在以无机离子作为渗透调节物质方面盐生植物和非盐生植物在以无机离子作为渗透调节物质方面,其在离子种类上依然相同其在离子种类上依然相同,所不同的是在量上的差异。所不同的是在量上的差异。盐生植物盐生植物碱蓬、星星草、碱草体内以无机离子碱蓬、星星草、碱草体内以无机离子NaNa+、C1C1-、K K+作为主要渗透调节物质。作为主要渗透调节物质。非盐生植物非盐生植物高粱、芦苇等则主要以高粱、芦苇等则主要以K K+和有机渗透调节物质为主。和有机渗透调节物质为主。第35页/共40页2.3、活性氧清除机制植物的膜系统主要是由膜
23、脂和膜蛋白组成的。当植物受到盐胁迫时植物的膜系统主要是由膜脂和膜蛋白组成的。当植物受到盐胁迫时,体内会产生大量的氧体内会产生大量的氧自由基自由基,即即活性氧活性氧,从而引起膜脂的氧化伤害。从而引起膜脂的氧化伤害。植物体内存在有抗氧化的过氧化酶系统植物体内存在有抗氧化的过氧化酶系统,当受盐胁迫时当受盐胁迫时,过氧化酶系统活动加强过氧化酶系统活动加强,以清除过以清除过多的活性氧。植物体内抗氧化防御系统由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质组成多的活性氧。植物体内抗氧化防御系统由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质组成,如如超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)(SOD)、过氧化物酶、过氧化物酶(POD
24、)(POD)、过氧化氢酶、过氧化氢酶(CAT)(CAT)和抗坏血酸和抗坏血酸(ASA)(ASA)等，它等，它们协同起作用共同抵抗盐分胁迫诱导的氧化伤害。们协同起作用共同抵抗盐分胁迫诱导的氧化伤害。在盐分胁迫下在盐分胁迫下,植物体内植物体内SODSOD等酶的活性与植物的抗氧化胁迫能力呈正相关等酶的活性与植物的抗氧化胁迫能力呈正相关,而且在盐分而且在盐分胁迫下胁迫下,盐生植物与非盐生植物相比盐生植物与非盐生植物相比,其其SODSOD、CATCAT、PODPOD活性更高活性更高,因而更能有效地清除因而更能有效地清除活性氧活性氧,阻抑膜脂过氧化。阻抑膜脂过氧化。第36页/共40页第四节第四节 提高植物
25、抗盐性的方法提高植物抗盐性的方法1234一些天然植物激素与植物的抗盐性有一定一些天然植物激素与植物的抗盐性有一定的关系。的关系。用一定浓度的盐溶液处理种子，可明显提用一定浓度的盐溶液处理种子，可明显提高植物抗盐性。高植物抗盐性。合理灌溉，泡田洗盐；增施有机肥，种植合理灌溉，泡田洗盐；增施有机肥，种植耐盐、耐盐碱作物等措施改造盐碱土。耐盐、耐盐碱作物等措施改造盐碱土。利用生理生化指标鉴定、组织培养、转基利用生理生化指标鉴定、组织培养、转基因等技术培育新的抗盐作物品种，使其适因等技术培育新的抗盐作物品种，使其适应盐碱土环境。应盐碱土环境。改造盐碱土培育抗盐作物培育抗盐作物抗盐锻炼抗盐锻炼使用生长调节剂使用生长调节剂第37页/共40页总结植物对盐胁迫的适应植物对盐胁迫的适应避盐避盐耐盐耐盐稀盐稀盐拒盐拒盐离子区域化离子区域化渗透调节渗透调节有机有机提高抗盐性提高抗盐性泌盐泌盐无机无机第38页/共40页第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页