综述:利用盐生植物衍生的化感物质和信号分子增强作物的耐盐性

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:American Journal of Botany 2.7

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  这篇综述系统探讨了盐生植物(halophytes)产生的化感物质(allelochemicals)和信号分子在提升作物耐盐性中的潜力。文章指出,通过酚类、激素(如SA、JA)和多胺等物质的调控,可增强抗氧化防御(SOD/CAT)、维持离子(K+/Na+)平衡,为盐渍化土壤农业提供可持续解决方案。

  

盐胁迫:全球农业的隐形威胁

土壤盐渍化正以每年10%的速度扩张,预计205年全球近半数耕地将受影响。盐渍土壤(EC>4 dS/m)导致作物减产,而盐生植物(如海蓬子Salicornia、碱蓬Suaeda)却能耐受200-500 mM NaCl,其适应性机制包括离子区隔化、渗透调节物质(如甜菜碱、脯氨酸)积累和盐腺排盐。

盐生植物的农业应用宝库

这类植物不仅是生物修复剂,还能作为饲料(如Atriplex)、蔬菜(如Salicornia)甚至生物燃料原料。其根系分泌的化感物质和招募的耐盐根际菌(PGPR)可改善周边作物生长环境。

化感作用的双刃剑特性

传统化感物质(如酚酸、黄酮)在高浓度时抑制邻株生长,但低浓度下能激活抗氧化酶(SOD/CAT)和光合保护机制。入侵植物(如矢车菊Centaurea)的(±)-儿茶素便是典型案例——它通过诱导ROS杀伤敏感植物,却能在盐胁迫下稳定细胞膜。

信号分子的跨界调控

水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)等激素在盐胁迫中扮演双重角色:内源性SA增强抗氧化防御,挥发性MeSA则作为空气警报信号。多胺(如腐胺、亚精胺)通过调节K+/Na+平衡和膜稳定性,使水稻和小麦在50-150 mM NaCl下保持生长。

从实验室到田间

未来方向包括:开发缓释化感物质纳米制剂、筛选耐盐作物-盐生植物间作模式、利用PGPR(如Bacillus)合成ACC脱氨酶。但需警惕化感物质对土壤微生物组的潜在扰动,这需要通过田间试验验证生态安全性。

盐生植物及其化学对话网络,正为应对气候变局下的粮食安全提供全新思路——将盐碱地的生态劣势转化为可持续农业的创新支点。

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