抗盐碱植物星星草的研究进展.doc

抗盐碱植物星星草的研究进展2008V01.40No.4林业科技情报?5?抗盐碱植物星星草的研究进展任丽王瑶李欣(东北林业大学园林学院)摘要】本文从生理,解剖,分子生物学等方面对抗盐碱植物星星草的研究进展进行了综述,并对其今后发展进行了展望.【关键词星星草;抗盐碱;生理;研究ResearchProgressOfAnti.salinePlantPuccinelliaTenuifloraRenLiWangYaoLiXin(CollegeOfLandscapeArchitecture,NortheastForestryUniversity)Abstract:ThispaperstatestheresearchprogressofantisalineplantPuccinelliatenuiflorafromtheaspectsofphysics,anatomyandmolecularbiology.Keywords:Puccinelliatenuiflora;antisaline;physics;research星星草(Pucc/nd/a柳l洳煳),又名碱茅,星星怪,属禾本科碱茅属多年生旱中生盐生草本植物,分布于东北,华北,西北,内蒙古及青海等地.星星草具有很强的耐旱能力,根系发达,也有很强的耐寒性,最大特点在于它有较强的耐盐碱能力,能在p一10以上的盐碱地上生长发育.近年来对星星草的研究成果主要集中在形态结构,生理,解剖,分子生物等方面.1星星草在生理方面研究进展1.1盐胁迫对种子萌发的影响定浓度盐胁迫下,种子萌发受抑制,但较高浓度NCO3胁迫对种子没有致死的影响.C胁迫下,种子萌发过程中,与无盐胁迫相比,可溶性蛋白质与游离氨基酸含量降低,并与Na2CO3浓度呈极显着的负相关关系.脯氨酸含量与总游离氨基酸含量呈现不同的变化趋势.种子萌发后期,不同浓度Na2CO,胁迫下无盐胁迫相比,脯氨酸含量均有不同程度的增加.Nco3胁迫下,膜系统修复受阻,N啦co,浓度与膜透性正相关极其显着.发芽率和膜透性之间极其显着的负相关关系表明,膜修复受阻是Nac03胁迫抑制星星草种子萌发的重要原因之一ll0】.1.2盐胁迫对幼苗生长发育的影响在低浓度盐碱胁迫下,幼苗的抗盐碱性是以其具有一定的耐盐光合蒸腾特性,和较强的渗透调节能力为基础的.幼苗游离氨基酸总含量随盐浓度的增加而增加.幼苗对低浓度碱性盐具有一定抗性;但这种抗性有一定限度,随着Na2c胁迫浓度的增加,最终膜透性急剧增加,说明幼苗已受损严重.盐胁迫对幼苗长度增长的抑制作用是地上部略强于地下部,而对于鲜重增长的抑制作用是地下部略强于地上部.2星星草形态解剖方面研究进展2.1营养器官解剖研究2.1.1根适应盐胁迫结构研究根对盐胁迫适应性主要表现为外皮层由13层细胞组成,细胞壁有所加厚,同时内皮层强烈加厚,这可能是阻止大部分有毒有害离子进入植物体的关键之一.观察重盐土星星草超微结构可清晰地看到根的内皮层强烈加厚,紧合理利用和持续发展战略下,将多种资源和多种效益的要求分配(或整合)到每块土地和林分上,以保持一个健康的土地状况,森林状态和一个持久的土地生产力.通常,按生态系统经营规划是在4个空间范围内进行,即区域,省流域,集水区和生态小区.6.3实施,监测和建立起自适应机制的阶段这一阶段的行动包括:在对未来取得共识的基础上,执行适应性管理过程,建立新的监测和信息系统,增加调研和调整计划的方法,增加部门内外机构的合作,以及如何保证公众的参与等.所谓适应性管理,包括连续的调查,规划,实施,监测,评估,调控等整个过程.为此,需要提供一个在各种所有制下开展森林经营活动的,现实的自然生态和社会经济状况的信息系统,一个多层次和多种价值的调查系统,一个环境支持下的决策系统和便于对实施作适当调整的评价系统.7我国开展森林生态系统经营的思考其一我国森林经营需要有一个系统转变,从以木材为基础的经营方向转向以生态系统为基础的经营.在可持续发展战略中,应赋予林业以重要地位;在生态建设中,应赋予林业以首要地位.其二我国森林生态系统经营,要以林业分类经营为基本框架.其三我国开展森林生态系统经营要从大处着眼,小处着手.来稿日期:20080510?6?林业科技情报2008Vl0I.40No.4接内皮层的皮层细胞内切向壁也略有加厚】.2.1.2茎适应盐胁迫结构研究茎对盐胁迫适应性主要表现为茎的角质层,表皮层及机械组织加厚;维管束贴近茎边缘分布;维管束的排列不很规则;维管束数目明显增多,导管的运输能力在高盐胁迫下显着提高.重盐土茎的叶绿体内有大量淀粉粒累积并有部分类囊体排列不规则叶绿体内,星星草所以能保持叶绿体膜的正常结构是由于高盐胁迫下其类囊体膜结构虽然会受到严重损伤但却能迅速使其修复.2.1.3叶适应盐胁迫结构研究星星草可能是介于和cl植物之间的类型,具有耐盐碱及耐干旱特征.星星草叶内叶绿体内有大量脂质球脂质球的产生可提高细胞质浓度,降低渗透势,保证水分和无机盐类营养的吸收.轻度盐胁迫对叶肉细胞结构影响较小.中度盐胁迫引起叶绿体类囊体肿胀,基粒紊乱;出现晶体结构;中央大液泡破裂:核逐渐降解.高度盐胁迫下,叶绿体片层结构消失,脂质球数量增加,被大量的膜片层所包围,叶肉细胞中看不到叶绿体的存在;膜片层包围线粒体;叶肉细胞中可见大量的泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡.ll.2.2星星草胚胎发育研究星星草小孢子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为连续型,四分孢子为左右对称型;成熟的花粉为三细胞型;花药壁由4层结构组成,发育属于单子叶型;星星草为倒生型胚珠.大孢子母细胞经减数分裂形成线形排列的4个大孢子;胚囊发育属于蓼型1.星星草开花后2h花粉管释放2个精子;开花后510h合子形成;开花后20h左右合子分裂;开花后8h初生胚乳核分裂;胚胎发育属于紫菀型,胚乳发育属于核型胚乳【l.3星星草在分子生物学方面的研究进展刘桂丰等分别将荧光染料cy5一dCIP和Cy3一dCIP用反转录方法标记在处理和对照星星草eDNA上制成探针,并与载有星星草基因的eDNA芯片进行杂交,获得了NaHc03胁迫下星星草的基因表达谱.又以受NaHC03胁迫后的星星草叶片组织为材料构建了eDNA文库,文库克隆随机测序获得了星星草的金属硫蛋白(bit一1)基因的全长cDNA序列,显示文库中含有一定量的全长基因n.王玉成等16用差异显示技术研究了NaH(胁迫下星星草基因的表达.经ReverseNorther检测,获得了7个差异表达的基因片段.4研究展望星星草的利用方式比较单一,如果能将其应用于园林植物配置中,可以使许多很难绿化的盐碱地披上绿装.因此其在园林方面应用有待于我们进一步研究.星星草草质柔软细嫩,适口性好可以作为牲畜的饲草.因此,如果对放牧强度和时间进行研究,采取适度的放牧,不仅能维持星星草群落的生态平衡,还能发挥其饲料方面的作用.总而言之,星星草是改善土壤盐碱性的先锋植物,对星星草的研究具有重要的理论意义和很高的实际应用价值.然而,对星星草的基础研究较少,限制了这一优良牧草作用的充分发挥,为了进一步挖掘星星草的应用潜力,提高星星革的经济效益,应加大星星草基础研究的力度.参考文献1李艳波,陈月艳,孙国荣,阎秀峰,盐碱胁迫下星星草种子萌发过程中氮代谢的初步研究.植物研究.1999,19(2):153158.2陈月艳,孙国荣,李景信.Nc胁迫对星星草种子萌发过程中水分吸收及膜透性的影响.草业科学,1997.14(2):2730.3孙国荣,阎秀峰,肖玮.星星草耐盐碱生理机制的初步研究.武汉植物学研究,1997,15(2):162166.4孙国荣,关畅,阎秀峰.c胁迫对星星草幼苗游离氨基酸含量的影响.植物研究,2OOO,20(1):6972.5】高红明,王建波,孙国荣.星星草耐盐碱生理机制再探讨.西北植物,2005,25(8):15891594.6阎秀峰,肖玮,孙国荣,李敬兰.盐胁迫下星星草幼苗的生理反应I.盐胁迫对星星草幼苗生长的影响.黑龙江畜牧兽医,1994,3:l3.7朱宇旌,张勇,胡自治,阎顺国.小花碱茅根适应盐胁迫的显微结构研究.中国草地,2001,23(1):3740.8朱字旌,张勇.盐胁迫下小花碱茅超微结构的研究.中国草地,2O00,4:5558.9朱宇旌,张勇,胡自治,阎顺国.小花碱茅茎适应盐胁迫的显微结构研究.中国草地,2000,5:69.10朱宇旌,张勇,胡自治,阎顺国.小花碱茅叶适应盐胁迫的显微结构研究.中国草地,2001,23(2):1922.11韦存虚,王建军,王建波,周卫东,孙国荣,梁建生.CO3胁迫对星星草叶肉细胞超微结构的影响.生态,2006,26(1):108114.12杨春雪,中家恒.星星草大,小孢子发生与雌,雄配子体发育的观察.武汉植物学研究,2003,21(6):4644-70.13杨春雪,中家恒.星星草受精作用及其胚与胚乳早期发育的观察.武汉植物学研究,2OO4,22(2):919r7.14刘桂丰,褚延广,王玉成,杨传平,侯英杰.cDNA微阵列