非泌盐红树耐盐机理研究

以典型的非泌盐红树秋茄和木榄为研究材料，使用非损伤微测技术和X-射线微区分析技术，利用质膜H+- - ATPase、Na+/H+反向转运蛋白抑制剂、K+通道阻断剂，从组织和细胞水平、离子的静态分布和离子动态转运比较研究非泌盐红树细胞拒盐机制的差异。主要研究探讨以下4个方面：（1）离子通道介导的离子流；（2）转运蛋白对离子的主动运输；（3）质子泵跨膜电化学势梯度的建立对离子运输的影响；（4）提出并证明非泌盐红树的耐盐性并非单单依靠细胞的拒盐性，也有盐分的积累和排出问题，排出的途径是叶片的气孔。为进一步揭示非泌盐红树耐盐机理提供新的证据，这将丰富我们对植物耐盐机制复杂性的认识，推动红树林的研究、保护和利用向更深层次发展。

红树是生长在海岸潮间带有别于典型陆生植物的木本盐生植物，揭示红树植物的耐盐机制，为我国滨海盐碱地区的生态环境建设提供理论指导和技术支撑。以非泌盐红树木榄（Bruguiera gymnorrhiza）和 秋茄(Kandelia candel)为试材，研究红树细胞拒盐及整体植株的耐盐机制。主要研究结果如下：.（1）短期与长期盐胁迫处理，均加强木榄与秋茄根尖Na+外排与H+内流，用Amiloride与Vanadate可抑制短期盐胁迫引起的两种红树Na+外排与H+内流，证明根尖表皮细胞质膜H+-ATPase驱动质膜Na+/H+逆向转运蛋白将Na+转运出胞外而将H+转运进胞质。同时，盐胁迫处理引起两种红树根尖K+外流，可以被K+通道抑制剂氯化四乙胺TEA明显抑制，认为K+外流是由去极化激活的K+通道转运的。而且木榄质膜H+-ATPase活性更强。 短期盐胁迫处理，木榄根尖Na+外流幅度小于秋茄，长期盐胁迫下Na+外流幅度大于秋茄；不管是短期还是长期盐胁迫下，木榄K+外流幅度均小于秋茄。长期盐胁迫，引起秋茄净光合速率下降43.9%，木榄下降35.6%. (2) 红树气孔Na和Cl元素的X-射线微区分析表明，红树植物气孔处Cl元素和Na元素相对质量百分比，前者为在39%—69%，后者为1.02%—19.3%；木榄气孔处Cl元素相对质量百分比要相应高于秋茄，而秋茄气孔处Na元素相对质量百分比要显著高于木榄。(3)在100 mM NaCl处理下，KcCSD转基因烟草中SOD同工酶活性增强，诱导过氧化氢酶 (CAT) 的活性提高，减少叶绿体中活性氧的积累。同时，KcTrxf转基因烟草通过调节叶绿体中抗坏血酸-谷胱甘肽循环中关键酶的活性来调节胞质还原状态，缓解氧化胁迫。总之，秋茄在短期盐胁迫下，通过根部Na+外排作用，缓解盐胁迫；而长期高盐胁迫，秋茄通过提高KcCSD和KcTrxf转录水平，增强抗氧化酶的活性，缓解盐诱导的氧化胁迫。木榄在长期高盐胁迫下，增强根部Na+外排作用，减少根部K+的外流，同时，加强叶的离子区隔化作用，提高耐盐性。