牛至对盐胁迫的多方面适应机制：整合了器官特异性的离子转运、光合作用、氧化应激调控以及代谢过程

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Multifaceted Adaptation of Hyssop To Salt Stress Integrating Organ-Specific Ionomic, Photosynthetic, Oxidative Stress Management, and Metabolic Mechanisms

本研究通过梯度盐处理揭示百里香对盐胁迫的适应机制，发现其通过离子平衡调节、维持组织含水量及激活抗氧化系统（SOD、CAT、APX、GR）缓解氧化损伤，光合能力受气孔和非气孔因素影响，并存在器官特异性代谢调整，为盐碱地种植提供理论依据。

　　

摘要

目的：本研究旨在探讨牛至在生长期应对逐渐增加的盐度胁迫时的生理生化机制。方法：将植物暴露在不同浓度的氯化钠（NaCl：0、25、50、75和100 mM）环境中，并监测其生物量、水分含量以及离子（Na?、K?、Ca2?）的积累情况。同时评估了叶片和根部中的光合作用、气体交换、氧化应激（丙二醛：MDA、过氧化氢：H?O?）、蛋白质、酶活性以及非酶类抗氧化剂的水平。结果：尽管生长受到显著抑制，尤其是根部生物量减少，但牛至通过有效的渗透调节保持了组织水分。在高盐度条件下，K?/Na?和Ca2?/Na?比值升高，显示出增强的选择性离子稳态。由于气孔关闭和非气孔限制，光合作用能力下降，同时叶绿素和类胡萝卜素含量也有所减少。盐诱导的氧化应激（表现为MDA和H?O?水平升高）通过抗氧化防御机制得到缓解，这些机制涉及抗坏血酸、谷胱甘肽以及抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）的活性。这些响应表现出组织特异性的诱导模式。酚类物质和蛋白质含量的差异性调节表明，不同器官存在特定的代谢调整，有助于提高耐盐性。这种多方面的适应机制体现了离子调节、光合作用调节、抗氧化防御以及蛋白质和酚类代谢的复杂整合。结论：牛至展现出针对盐度胁迫的多方面适应策略，包括选择性离子稳态、维持组织水分、调节光合作用功能以及器官特异性的抗氧化防御。这些发现使牛至成为应对土壤盐碱化和气候变化挑战的理想候选作物。