荒漠植物柽柳抗逆机制的研究进展
2021-06-23李彩霞兰海燕
生物技术通报 2021年5期
李彩霞 兰海燕
(新疆大学生命科学与技术学院 新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐 830046)
柽柳为柽柳科(Tamaricaceae)柽柳属(Tamarix Linn.)多年生灌木或小乔木,全世界分布约90种,中国有18种2个变种,主要分布于西北干旱、半干旱及华北滨海盐碱地区[1]。为了适应荒漠极端环境,柽柳在长期进化过程中形成了耐干旱、耐贫瘠、抗风沙等优良特性[2],并完善了泌盐系统,从而有效将盐离子从茎叶表面排出体外[3]。干旱区强烈的蒸发通常导致土壤表层盐分的大量累积,而柽柳主要利用地表水分和浅层地下水,因此,柽柳的生长常受到干旱和盐分双重胁迫[4]。逆境可导致植物细胞质渗透势升高、净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)下降、二氧化碳(carbondioxide,CO2)利用率降低等[5],柽柳往往通过活性氧(reactive oxygen species,ROS)清除、代谢调节、蛋白质合成与再生等途径抵御胁迫伤害[6]。本文基于前人对荒漠旱生植物柽柳适应极端环境特性的研究,从柽柳种子形态及萌发特性、植株形态、生理及分子水平对其抗逆机制进行综述,旨为柽柳的深入研究提供理论依据。
1 柽柳种子形态特征和萌发休眠特性对逆境的适应
1.1 柽柳种子的形态特征及寿命
柽柳种子多为棒状或枣核状,种子顶端具芒柱,芒柱基部具长柔毛。成熟后的种子为深褐或浅褐色,毛呈浅褐或白色,种子极小,可借助风力进行远距离传播[7](图1)。柽柳种子大小与植株耐旱性相关,通过对12种柽柳耐旱性比较结果显示,沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis M.T.Liu)耐旱性极强,其种子千粒重达410 mg,而其他柽柳种子千粒重则小于100 mg[8-9]。……
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