植物是如何抵抗盐胁迫的(植物抵御盐胁迫的生理机制)

导语：植物是如何抵抗盐胁迫的？

最近上完课了，咱们谈一谈植物遭受的盐胁迫和它抗盐的机制。

简单来说，盐胁迫就和我们平时做饭盐加多了一样，但是我们可以在喝点白开水，但是植物长在那个地方，没办法移动，所以只能想办法抵抗了。

1、盐胁迫的危害

首先，盐胁迫对于植物来讲首先是高浓度的离子环境。高渗透压使得植物失水，从而使得叶片气孔关闭，光合作用受到限制，影响植物的正常生长代谢。通常情况下，盐胁迫的主要原因为Na+过量，其次是Cl-过量。由于植物蒸腾作用，导致Na+和Cl-积累在植物体中，对植物体内的渗透压平衡造成破坏，并对其他离子产生竞争性抑制作用；而对于植物幼芽来讲，过量的Na和Cl会抑制生长。

盐胁迫除了直接的高渗毒害作用以外，还存在着间接的氧化胁迫作用。由于盐胁迫导致植物体内的代谢紊乱，使得植物的氧化还原系统受到破坏，代谢过程中产生的活性氧等物质积累在植物体内，影响植物的光合作用，最终使得植物生长受到抑制。

2、植物耐盐机制

植物对环境的适应使其具有一定程度上抵抗盐胁迫的能力，针对上述的问题，植物自身都有很好的解决措施，包括渗透调节、活性氧的清除，代谢调整、离子平衡等。

对于渗透调节，植物通过合成一些大分子量的有机物，如糖类、醇类等，提高细胞的渗透势，增强在高渗环境下的吸水能力。除了合成有机质以外，植物在生长过程中，会通过转运蛋白将环境中的K+吸收到细胞中，提高原生质体的渗透势，而对于Na+来讲，植物通过调节HKT降低Na+的吸收同时增加Na+的外排，进入原生质体的Na+将通过NHX转运蛋白转移到液泡中，使液泡-原生质体-质外体的渗透势呈现高低高的浓度，维持细胞中的正常代谢活动。

对于活性氧，植物体内产生多种酶系统来降低其对细胞的损伤，如SOD、CAT等。研究表明普通植物面对盐胁迫会降低自身的能量，而具有抗氧化能力的植物在清除活性氧的时候消耗的能量更少，可能与其酶和能量相关基因有关。

对于植物体及细胞内的离子平衡，抗盐植物能够使大部分Na+积累在根中，从而降低其在芽的含量，保障植物的正常生长。另外，植物通过转运蛋白对多种离子的浓度进行调节，增加K+在植物体中的含量，从而增强抗盐性。

3、基因改良及相关生物技术

不同植物对于盐胁迫的耐受性不同，根本原因还是其中是否具备相关基因、相关基因是否表达、相关基因表达是否过量。

相关研究成果可以汇总在上图中。植物抗盐主要涉及到SOS蛋白家族、HKT蛋白家族、NHX蛋白家族及其他一些单独作用的转运蛋白。SOS、HKT、NHX均与Na+、K+、H+在植物不同部位、原生质体、液泡的分布有关。通过调节链子的分布及浓度，降低盐胁迫对于植物的毒害作用。

基于前面的背景和现已探明的植物耐盐机制，目前可以通过多种生物技术手段对植物的耐盐性进行改良。传统上可以通过杂交的方式培育耐盐品种，其取决于基因的鉴定，但是有育种周期长的缺点。随着分子标记技术的不断发展，目前利用分子标记进行杂交育种受到欢迎，因为其可较大幅度幅度缩短育种时间，减少筛选的工作量。除了杂交育种外，目前直接在基因水平对植物进行改造也日益流行。

最为大众所熟知的就是转基因，可以将已知的抗盐基因转移到某种作物中，使其具有抗盐能力，转基因的技术虽然成熟，但是针对转基因的安全性却使得转基因发展受到一定程度的阻碍。与此同时，另外一种不需要插入异源基因的方式日益流行。基因编辑技术已经发展了超过20年，前期的基因编辑技术主要应用ZFNs、TALENs来完成，但是最近的CRISPR技术使得基因编辑变得简单许多。通过基因编辑，可以靶向突变某些基因、对某些抗盐基因的表达起到调控作用，使得植物抗盐能力增加，而不用担心物种间的基因污染问题。

另外，在基因、蛋白的定位上面，还用到各类PCR、免疫荧光等各种技术。

说了这么多，最后总结一下，植物对盐胁迫有着各种各样的反应，使其能够在不好的环境中生存下来。

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