高盐环境中乌拉甘草叶片气孔泌盐和气体交换利益冲突与权衡策略的研究

Normal maintenance regulatory function of Stomatal opening and closing is the key to the growth and development of plants. Preliminary studies found that living in high-salt habitats Siniora licorice stomatal has the ability to secrete salt, and a lot of salt secretion through the stomata to leaf surface. Theory, secrete salt crystals will plug the pores and affect the normal regulation of stomatal aperture, which will affect photosynthesis and development of plants, but in fact, they did not show obvious symptom victim. Therefore, a conflict of interest exist in both stomatal gas exchange and salt secretion, there must be some sort of compromise or trade-offs. This project uses a strict indoor control test on different salt types, the behavior of different salt concentration on the cultivation of Siniora licorice different parts of the leaves and leaf stomatal different parts of salt secretion, salt secretion capacity, corresponding blade stomatal aperture and photosynthetic gas exchange capacity , as well as the impact on the yield and quality of Siniora licorice, to clarify the relationship of the coupling between the leaf stomatal salt secretion capacity and soil salinity, the stomatal salt secretion impact the production and quality mode, reveals the countermeasures between stomatal salt secretion behavior and photosynthetic gas exchange trade-offs, can not only provide a new scientific basis for the theoretical study of the rich in salt tolerance mechanism, but also has the a distinctive practical guidance significance.

气孔开闭调节功能的正常维持是植物健康生长发育的关键。前期研究工作发现生活在高盐生境的乌拉甘草叶片气孔具有分泌盐分的能力，大量的盐分通过气孔分泌到了叶片表面。理论上讲，分泌出的盐晶体势必会堵塞气孔，影响气孔开度的正常调节，进而会影响植株的光合作用与生长发育，但事实上却并没有表现出明显的受害症状。因此，在气孔的气体交换和泌盐这两种存在利益冲突的行为之间必然存在某种折中或权衡。本项目运用严格的室内控制试验研究不同盐分种类，不同盐浓度对栽培乌拉甘草不同部位的叶片和叶片不同部位的气孔的泌盐行为、泌盐能力、相应叶片的气孔开度与光合气体交换能力、以及对乌拉甘草的产量和品质的影响，旨在阐明叶片气孔泌盐能力与土壤盐分间的耦合关系，气孔泌盐对乌拉甘草产量与品质的影响模式，揭示气孔泌盐行为与光合气体交换之间的利益权衡对策，不仅可以为丰富植物耐盐机理的理论研究提供新的科学依据，而且也具有鲜明的实践指导意义。

建立了乌拉甘草的高效组培快繁体系，组培苗和种子苗的水培实验均证明乌拉甘草叶片的气孔具有泌盐特性，且泌盐量与培养基质中的盐浓度成正相关。在高盐生境中，乌拉尔甘草表现出明显的喜钾、喜钙和排钠的特性。其盐分积存特征具体表现为地下部分根和根状茎中积存了一定量的Ca2+、K+和Mg2+，地上部分的幼叶是K+的主要积存场所，而老叶是Ca2+的主要积存器官；叶片主要分泌Na+ 是其在盐胁迫下的泌盐特征，乌拉尔甘草通过叶片将体内过多的Na+分泌出去，使得Na+在植株体内各个器官中的积存量很低，通过这一方式使其能够在重盐碱地中抵抗盐胁迫而生存生长。.主要由下部叶片分泌盐分，且盐分含量远远高于上部叶片，中部叶片分泌的盐分居中。不同部位叶片的净光合速率和气孔导度均呈现出：上部叶片>中部叶片>下部叶片的差异格局，且彼此间存在显著性的差异（p<0.05）。可见，由于下部叶片气孔泌盐最多，其气孔导度最低，因此下部叶片净光合速率最低。由于上部叶片气孔分泌盐分较少，气孔没有受到严重的堵塞，其气孔导度和净光合速率最高。由此可见，下部叶片气孔泌盐最多，主要将植物体内多余的盐分分泌出去，避免植物体内积累过量的盐离子；上部叶片气孔分泌盐分最少，光合作用最强，弥补了下部叶片光合作用的不足。乌拉尔甘草不同部位的叶片的功能具有分工，气孔在气体交换和泌盐这两种利益冲突的行为之间存在折中或权衡，使生长在高盐环境下的乌拉尔甘草植株整体生长良好。