白刺等西北荒漠盐生植物生理生态适应性的研究

西北地区是中国内陆荒漠盐碱化土壤的主要分布地区之一，明确植物对荒漠盐碱环境的适应特性，对西部荒漠盐碱地区的生态重建具有重要的意义。本研究选取具有一定生态价值、经济价值和推广应用的白刺属和杨属木本盐生植物，采用野外调查分析法，比较分布在不同生态环境植物种群抗盐相关的关键生理生态特征，结合分析盐生植物生长区土壤盐分，揭示盐生植物的生理生态适应性及其耐盐机制；利用室内盆栽人工模拟土壤盐碱条件，研究土壤盐分组成及含量对种子萌发、幼苗存活及生长的影响，采用酶活性检测法结合Western blot、荧光PCR等手段，进而分析质膜H+-ATPase与种子萌发、幼苗气孔导度、离子渗透性调节等生理生态特征间的关系，确定质膜H+-ATPase与植物的生存适应力是否相关。这些研究旨在揭示白刺等植物适应盐渍化环境的生理生态机制，为西北荒漠盐碱区植被生态建设过程中物种的选择提供依据和指导。

西北地区是中国内陆荒漠盐碱化土壤的主要分布地区之一。高盐等环境因子严重影响着植物的生长发育，在很大程度上限制了生态建设和农业可持续发展。加强对极端环境条件下植物生理生态特征的研究，明确植物对荒漠盐碱环境的适应特性，对开发利用植物种群、发展植被和推动抗逆性农业的发展具有重要的理论和现实意义。本研究在国家自然科学基金（NO 30960064）的资助下，选取具有生态价值和经济价值的西北盐生植物白刺、黄花补血草和西北大面积种植的小麦等植物为材料，综合应用生态学、植物生理学、分子生物学、生物化学及细胞生物学的手段，开展了西北盐生植物唐古特白刺愈伤组织对盐胁迫和过氧化氢胁迫的生理响应、NaCl处理下西北盐生植物黄花补血草生理生态特性的变化、南蛇藤原生质体培养及植株再生体系的构建等方面的工作，研究发现：（1）白刺愈伤组织对低浓度的盐（50 mM NaCl）有一定耐受性，抗氧化酶活性的增强在愈伤组织对盐胁迫的耐受性中发挥重要作用，盐胁迫诱导NO的产生可能与调节植物细胞生长、保护细胞免受氧化损伤和刺激CAT活性有关，而胞外依赖于质膜 NADPH氧化酶H2O2的产生可能与APX活性的升高有关；此外，在盐胁迫下脯氨酸的积累与OAT活性增加及PDH活性下降有关，且盐胁迫下H2O2产生进而诱导的OAT活性升高和盐处理早期钙量的增加是愈伤组织中脯氨酸积累必需的；（2）外源H2O2处理诱导白刺愈伤组织中产生抗氧化反应，钙信号的增强、PDH活性减弱和GK活性增加对H2O2诱导愈伤组织脯氨酸积累是必需的；（3）黄花补血草对低浓度的盐具有一定的耐盐性，但高浓度盐降低了种子的萌发率，使幼苗根中H2O2产生增加，抑制根尖伸长区细胞的伸长生长，对根、叶造成明显氧化损伤，从而抑制黄花补血草幼苗的生长；而渗透调节物积累和SOD、APX活性的提高, 使黄花补血草幼苗具有较强的渗透调节能力和抗氧化能力, 从而增强对盐环境的适应性；（4）低温暗处理利于高产率高质量原生质体的获得；MS + 6-BA 2.0 mg/L + I-BA 0.1 mg/L为愈伤组织最佳分化培养基；1/2 MS + NAA 0.1 mg/L为最佳生根培养基。这些研究旨在揭示植物适应盐渍化等非生物胁迫的生理生态机制，为合理开发利用独特的植物资源、西北荒漠盐碱区植被生态建设过程中物种的选择及推动抗逆农业生产提供重要科学依据和指导。