野生禾本科植物具有較強的耐鹽性,這與它們長期生長在鹽堿地等特殊環(huán)境中,進化出一系列適應鹽脅迫的生理機制和結(jié)構(gòu)特征有關(guān)。
從生理機制方面來看,離子調(diào)控是關(guān)鍵。這些植物能夠有效控制鈉離子和鉀離子的平衡,在細胞質(zhì)膜上存在特殊的轉(zhuǎn)運蛋白,如HAK/KUP/KT家族鉀離子轉(zhuǎn)運體可以優(yōu)先選擇吸收鉀離子而不是鈉離子,將鉀離子運輸?shù)郊毎麅?nèi),維持細胞內(nèi)的高鉀低鈉環(huán)境,保證了細胞正常的生理功能。液泡膜上的Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白可將多余的鈉離子區(qū)隔化到液泡內(nèi)部,減少對細胞質(zhì)中酶等物質(zhì)的毒害作用。
滲透調(diào)節(jié)也發(fā)揮著重要作用。當面臨鹽脅迫時,野生禾本科植物會合成多種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),例如脯氨酸、甜菜堿、海藻糖等。脯氨酸的積累有助于穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),防止因鹽脅迫導致的蛋白質(zhì)變性;甜菜堿作為有效的滲透保護劑,可以降低細胞滲透勢,使植物能夠在高鹽環(huán)境下保持細胞吸水能力,同時它還能保護生物膜系統(tǒng)免受傷害;海藻糖則可以與細胞內(nèi)的大分子物質(zhì)相結(jié)合,提高細胞對鹽脅迫的抵抗能力。
抗氧化系統(tǒng)在耐鹽性中不可或缺。鹽脅迫會引起活性氧(ROS)的大量產(chǎn)生,而野生禾本科植物體內(nèi)含有超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)等多種抗氧化酶以及抗壞血酸、谷胱甘肽等非酶類抗氧化劑。這些抗氧化成分相互協(xié)作,共同清除活性氧,減輕氧化損傷,保障細胞器的正常運轉(zhuǎn)。
從結(jié)構(gòu)特征上分析,其根系發(fā)達且具有獨特的結(jié)構(gòu)。根系深入土壤中廣泛分布,增加了對水分和養(yǎng)分的吸收面積,部分野生禾本科植物根部表皮細胞壁加厚,角質(zhì)層發(fā)達,減少了鹽分通過質(zhì)外體途徑進入植物體內(nèi)的量,還有的根系擁有通氣組織,有利于在鹽漬化環(huán)境中進行氣體交換,為根系呼吸提供充足的氧氣,從而提高植物整體的耐鹽能力。
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牧草類
1.黑麥草
2.紫花苜蓿
3.甜高粱
4.三葉草
草花類
1.太陽花
2.矢車菊
3.波斯菊