李業(yè)宇 ,曹幫華*,倪智雄 ,位 曉 ,張夢穎
(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,山東 泰安 271018;2.勝利油田勝大集團(tuán),山東 東營 257083)
鹽漬化是限制植物生長和降低生產(chǎn)率的主要非生物脅迫因子之一[1][2]。世界陸地總面積的大約7%及接近1/3的土地受鹽漬化影響[3][4],其中濱海鹽漬土有5×106hm2[5]。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估計(jì),全球鹽堿地每年以 1×106~1.5×106hm2的速度增長[6],已經(jīng)對世界各國的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)建設(shè)造成嚴(yán)重威脅。世界上的鹽堿地大國之一是我國,鹽漬土面積相當(dāng)巨大[7]。
有很多能夠在鹽堿地栽培的樹種,例如:柳樹、刺槐、臭椿、苦楝、毛白楊、白榆、泡桐等喬木樹種;檉柳、紫穗槐、白蠟、酸刺等灌木樹種[8][9]。其中柳樹是鹽堿地綠化的重要樹種。本文從柳樹耐鹽機(jī)理、柳樹耐鹽性以及柳樹的良種選育等方面對柳樹進(jìn)行了綜述,期望對今后柳樹的研究提供借鑒。
對樹木耐鹽性國內(nèi)外學(xué)者做過大量的研究[10-20]。植物的抗鹽性是由多種基因控制的,是相當(dāng)復(fù)雜的反應(yīng)過程,它涵蓋了植物器官、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器直至分子,有核酸、蛋白質(zhì)與碳水化合物等結(jié)構(gòu)和能量物質(zhì)的代謝,并且還包括了合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、合成激素、離子調(diào)控與區(qū)域化、基因表達(dá)調(diào)控及抗氧化酶活化[21]等生理生化過程[22]。當(dāng)前通常認(rèn)為鹽堿脅迫引發(fā)機(jī)制有兩個(gè)方面:一方面是滲透脅迫,也就是土壤中過量積聚鹽分,降低了土壤溶液的滲透勢,植物根系難以吸水,使其生理方面干旱;另一方面則是鹽分離子的毒害作用,也就是特殊離子效應(yīng),當(dāng)植物生長受到環(huán)境中的脅迫時(shí),那么體內(nèi)的生理活動(dòng)和代謝物質(zhì)就會(huì)根據(jù)所需產(chǎn)生相應(yīng)的變化[23-25]。樹木要正常生長在鹽漬環(huán)境,就必須克服離子毒害、滲透脅迫和氧化脅迫等造成的威脅,目前,柳樹的耐鹽機(jī)制主要集中于滲透調(diào)節(jié)和抗氧化酶系統(tǒng)等方面研究[23]。
當(dāng)植物生長在比較弱的鹽堿脅迫環(huán)境下,是通過滲透調(diào)節(jié)的方式來減弱或防止傷害,而植物的滲透調(diào)節(jié)是在細(xì)胞液泡中包括有機(jī)溶質(zhì)合成、無機(jī)離子積累等過程,其中涉及到的重要滲透調(diào)節(jié)劑有可溶性糖、脯氨酸、無機(jī)離子等[22][26][27]。許多非鹽生植物的主要滲透調(diào)節(jié)劑是可溶性糖,同時(shí)可溶性糖也具有合成其他有機(jī)溶質(zhì)的碳架保護(hù)和能量來源的作用,對穩(wěn)定細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體有積極影響,在細(xì)胞內(nèi)無機(jī)離子濃度高時(shí),還可起保護(hù)作用[22][24-41]。脯氨酸是植物細(xì)胞中一種游離水溶性氨基酸,相當(dāng)多的研究都認(rèn)為其在滲透調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用[42]。但研究者們因?yàn)閷Ω彼嵘锘瘜W(xué)基礎(chǔ)合成和積累、調(diào)控機(jī)制和作用,以及如果把脯氨酸作為植物抗逆性指標(biāo),這是否合理等一些問題上面,意見產(chǎn)生分歧,因此還需進(jìn)一步研究脯氨酸與耐鹽性的關(guān)系[24][27][43-45]。但是有一些觀點(diǎn)認(rèn)為,在脅迫條件下,脯氨酸在一些方面上是起作用的,如:活性氧清除劑、氧化還原緩沖劑、分子伴侶以及穩(wěn)定蛋白和膜結(jié)構(gòu)[46][47]。劉鐸[48]等以鹽柳 1號(hào)(Salix psammophila)作為試驗(yàn)對象,以中性鹽和堿性鹽為條件,各設(shè)計(jì)了5個(gè)梯度處理脅迫14d,然后測定了鹽與堿脅迫條件下柳樹幼苗葉片含水量、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白變化的情況,結(jié)果隨著鹽濃度的升高柳樹葉片中的含水量是不斷降低的,柳樹葉片中的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量卻都逐漸增加,其中,當(dāng)達(dá)到200 mmol/L堿性鹽濃度時(shí),植物葉片當(dāng)中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值是對照的3.18倍;當(dāng)達(dá)到150 mmol/L堿性鹽濃度時(shí),柳樹葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)是對照的1.86倍,達(dá)到了2.4mg/g,,葉片中的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.84 mg/g,是對照的1.67倍,同時(shí)也是同等濃度中性鹽脅迫下的1.56倍。隋德宗[49]等以2個(gè)無性系灌木柳為材料,得出在3、6 g/L兩種鹽處理下,脯氨酸含量顯著增加,并隨著鹽質(zhì)量濃度的升高和處理時(shí)間的延長逐漸增大[34];鹽處理3d時(shí),可溶性糖含量顯著高于對照,而且隨處理時(shí)間的延長先增大后減小;在3g/L鹽處理下,可溶性蛋白含量卻沒有出現(xiàn)顯著的變化,而在6g/L鹽處理下,可溶性蛋白含量表現(xiàn)出顯著高于對照,并且隨處理時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。武香[50]等研究1年生3種檉柳 (Tamarix)、3種柳樹(Salix)和2種白刺 (Nitraria)的幼苗在不同濃度(0、100、200、300、400 mmol/L)NaCl處理下 30d 后滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化,研究顯示,鹽脅迫后,8個(gè)樹種葉片中通過積累可溶性糖和脯氨酸的過程來抵御鹽脅迫,在柳樹和白刺中又發(fā)現(xiàn)可溶性蛋白增加,但甘蒙檉柳和剛毛檉柳主要的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)卻不是可溶性蛋白;8個(gè)樹種根莖葉Na+和Cl-質(zhì)量分?jǐn)?shù)都有明顯的增加,不管是柳樹還是檉柳中的Na+和Cl-均顯著低于白刺,但3種柳樹K+含量都明顯下降,白刺和檉柳和各部位K+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在種間分布差異明顯,這說明各離子在不同植物的不同部位的分布也都是不相同的,并且總體來說,隨著鹽濃度的增加,K+/Na+的濃度是不斷降低。從中可看出,不同滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在不同鹽生植物中具有相當(dāng)大的差異性,在鹽脅迫條件下,因?yàn)椴煌参锊煌牡哪望}機(jī)理和種間存在的差異不僅會(huì)影響植物用于滲透調(diào)節(jié)的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和含量變化,還會(huì)對其在各器官組織中的分布造成影響。
脯氨酸合成途徑過程中的關(guān)鍵酶之一是二氫吡咯-5-羧酸合成酶,在高鹽、干旱環(huán)境中以及ABA誘導(dǎo)下,會(huì)使植物P5CS基因的表達(dá)得到提高,這對于促進(jìn)脯氨酸合成具有重要作用[51]。并且一些研究發(fā)現(xiàn)在鹽脅迫情況下,積累甜菜堿有利于保持酶穩(wěn)定性保持,在一定程度上能夠減弱高鹽濃度對植株的毒害,對甘氨酸甜菜堿的滲透調(diào)節(jié)作用已經(jīng)達(dá)成共識(shí)[40]。
在鹽脅迫下,植物體內(nèi)形成大量的活性氧和自由基,把過量的自由基清除以防止生物膜結(jié)構(gòu)被破壞[52]。因此在植物體內(nèi),防止氧化損傷的重要機(jī)制是抗氧化劑與抗氧化酶系統(tǒng),抗氧化防御系統(tǒng)是如SOD、POD和CAT等一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物組成:,植物抵御鹽脅迫誘導(dǎo)的氧化傷害則是通過它們的協(xié)同作用[53]。林木當(dāng)中的MDA和SOD、CAT活性互相協(xié)調(diào),共同反映林木對脅迫適應(yīng)能力,因此可以把MDA的含量和SOD、CAT的活性及膜透性作為評價(jià)樹木抗逆性的重要指標(biāo)。在鹽脅迫條件下,植物體內(nèi)會(huì)增強(qiáng)SOD、POD和CAT酶活性,不會(huì)使細(xì)胞組織內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除失衡,也不會(huì)由于自由基過量積累而造成膜脂過氧化、膜透性喪失、代謝紊亂和組織受害[32][54-56]。酶活性在強(qiáng)度的脅迫試驗(yàn)中,一般出現(xiàn)的基本勢態(tài)是隨脅迫增加而增加,或者是先增加后降低。柳樹不同無性系均屬于后者,在一定脅迫范圍內(nèi),無性系通過酶活性增加的方式,提高適應(yīng)脅迫的能力。但無性系的忍耐脅迫是有限度的,當(dāng)脅迫超出了無性系的忍受范圍,保護(hù)酶不但不會(huì)增加反而下降。韓彪[57]等以8個(gè) 柳 樹 無 性 系 (SH13、SH16、SH19、SH23、SH24、SH30、172、2460)穴盤扦插幼苗為材料,探討了 5種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽脅迫處理對其形態(tài)特性的影響。結(jié)果表明:材料中MDA含量與SOD活性和POD活性都是顯著的正相關(guān)關(guān)系,說明抗氧化酶活性與葉片MDA量之間存在密切的關(guān)系。鹽脅迫質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%~0.6%之間存在柳樹扦插苗的忍受點(diǎn),而當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%時(shí),會(huì)對柳樹幼苗造成不可逆的傷害。張建[58]以3種一年生耐鹽柳樹無性系的苗為材料,研究了在不同 NaCl濃度下(0、0.2%、0.4%)脅迫35d后的生理指標(biāo)變化,結(jié)果顯示,3種耐鹽柳樹的POD活性的趨勢都是隨著鹽濃度的增加先升后降;L0911的SOD活性隨著鹽濃度升高是不斷增大的,而其他兩種柳樹SOD活性則是先上升后下降,柳樹品種L0911積累的丙二醛含量是最少的,但也只有L0911可溶性蛋白含量是隨著鹽濃度升高而不斷增大的;隨著鹽濃度不斷升高,L0906脯氨酸含量始終是不斷下降的,而L0911和L0903脯氨酸含量卻呈現(xiàn)隨鹽濃度的增大先上升后下降的趨勢,其中L0911積累的脯氨酸含量最少。若是從生理生化反應(yīng)變化的趨勢上看,則可說明L0911是其中耐鹽性最好的。
王貞紅[59]在研究中發(fā)現(xiàn)4個(gè)柳樹無性系在受到中度脅迫時(shí)SOD和CAT的活性都會(huì)下降,這可能也是柳樹無性系的忍耐臨界值[60-62]。同時(shí)劉鐸[62]還發(fā)現(xiàn)在中性鹽脅迫條件下,柳樹葉片中丙二醛含量會(huì)明顯低于堿脅迫條件下,而當(dāng)堿脅迫濃度達(dá)到150mmol/L時(shí),柳樹葉片中的丙二醛含量會(huì)達(dá)到同濃度中性鹽脅迫下的2.23倍,說明鹽脅迫和堿脅迫的性質(zhì)是不一樣的,相同濃度條件下,堿脅迫會(huì)對柳樹抗氧化系統(tǒng)造成的危害更大。
鹽脅迫能使植物體內(nèi)活性氧代謝系統(tǒng)原有的平衡被打破,使活性氧過量增加,加強(qiáng)了膜的過氧化作用,這會(huì)對膜的組成、結(jié)構(gòu)和流動(dòng)性造成較大影響,破壞了膜的完整性與穩(wěn)定性,過量積累MDA,最終會(huì)造成細(xì)胞死亡,所以通常是以MDA含量的高低變化來描述破壞程度[63]。劉鐸[64]在其試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),3種柳樹葉片中MDA的含量隨鹽脅迫濃度的增加先緩慢下降后急速上升,原因是經(jīng)過一定濃度的鹽分預(yù)處理后,因?yàn)榱鴺淙~片抗氧化酶活性得到提高,保護(hù)了細(xì)胞的結(jié)構(gòu),細(xì)胞膜的完整與穩(wěn)定得到了保持,膜的透性也隨之減少,一旦超過這個(gè)值,會(huì)使預(yù)處理的保護(hù)效果下降,細(xì)胞的滲透作用隨之加強(qiáng)。周鵬[65]等研究了鹽脅迫對2個(gè)灌木柳無性系(耐鹽型JW2345,鹽敏感型SW2367)生長、抗氧化酶活性及葉片細(xì)胞膜相穩(wěn)定性的影響,結(jié)果就發(fā)現(xiàn):Na-Cl脅迫會(huì)影響灌木柳幼苗的膜相穩(wěn)定性,使其生長受到抑制;當(dāng) NaCl濃度100 mmol/L時(shí),隨著NaCl脅迫時(shí)間的不斷增加,不僅會(huì)降低膜相穩(wěn)定性,而且MDA含量也會(huì)隨之增長,而且在不同無性系之間,變化幅度也是有差別的;兩個(gè)無性系葉片中的CAT活性都是先升高后降低,但在其中SOD和POD活性變化規(guī)律具有明顯的不同;灌木柳JW2345受到的破壞比較低,這可能是跟其維持抗氧化系統(tǒng)平衡有密切聯(lián)系,在其中SOD和POD發(fā)揮關(guān)鍵作用。但是馬煥成[66]等認(rèn)為,植物要有有長時(shí)間的鹽穩(wěn)定性賴于膜結(jié)構(gòu)本身的調(diào)整和細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié),因?yàn)镾OD酶活性的變化是一種短期的保護(hù)性反應(yīng)。
在逆境的條件下,植物體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)兩類蛋白質(zhì),這兩類蛋白質(zhì)在植物體內(nèi)新合成或增強(qiáng)合成:一類是如胚胎發(fā)育晚期富集蛋白(LEA)、調(diào)滲蛋白(OSM)和離子通道蛋白等功能蛋白;另一類是如蛋白激酶、磷脂酶C(PLC)、轉(zhuǎn)錄因子和一些信號(hào)分子等調(diào)節(jié)蛋白[67]。
植株體內(nèi)鹽分過量,使蛋白質(zhì)的合成速度下降,貯藏的蛋白質(zhì)水解速度相對加快,結(jié)果氨基酸會(huì)加快積累,迅速轉(zhuǎn)化成丁二胺、戊二胺及游離氨(NH3),當(dāng)植物體內(nèi)積累這些物質(zhì)過量時(shí),就會(huì)損害植物細(xì)胞[39][68]。在鹽漬條件下,環(huán)境會(huì)吸收植物細(xì)胞中的水分,破壞膜系統(tǒng),改變了質(zhì)膜透性,造成位于膜上的酶功能紊亂,無序的進(jìn)行各種代謝,并且當(dāng)NaCl濃度過高時(shí),會(huì)置換細(xì)胞膜上結(jié)合的Ca2+,大大提高膜結(jié)合Na+概率,損害膜結(jié)構(gòu)和功能,以致細(xì)胞內(nèi)的K+、磷及有機(jī)溶質(zhì)外滲的幾率將大大增加[39]。鹽分脅迫對植物的傷害,很大程度上是因?yàn)樯锬な艿狡茐乃鸬腫69]。鹽分脅迫引發(fā)傷害的最直接的作用部位是細(xì)胞質(zhì)膜,在鹽漬環(huán)境中,其組分、透性和離子流速等發(fā)生顯著的變化。此外,在鹽脅迫下,還會(huì)增強(qiáng)膜脂過氧化作用,產(chǎn)生大量的活性氧和丙二醛,因而影響膜正常的生理功能,從而使細(xì)胞代謝受到影響,損害細(xì)胞的正常生理功能[70]。
很多真鹽生植物抵制或減弱鹽脅迫方式是調(diào)節(jié)離子的吸收和區(qū)隔化。當(dāng)植物體內(nèi)積累過量的鹽離子,將會(huì)傷害細(xì)胞內(nèi)的酶類,使細(xì)胞的正常代謝功能受到影響[71]。所謂離子的區(qū)隔化,是指在鹽脅迫條件下,大部分無機(jī)離子被貯藏在植物細(xì)胞中的液泡,因?yàn)橹参矬w內(nèi)滲透勢的下降所以可從環(huán)境的吸收水分,防止因?yàn)榇嬖谶^量的無機(jī)離子而干擾代謝[71][72]。因?yàn)椴还茉谀望}植物,還是非耐鹽植物中都存在著離子區(qū)隔化,所以可以說在很大幾率下,離子區(qū)隔化是植物普遍共有的能力[73]。鹽的區(qū)隔化作用主要是使用位于膜上的“泵”來達(dá)到離子跨膜運(yùn)輸?shù)哪康腫74],這種運(yùn)輸系統(tǒng)利用ATP水解產(chǎn)生能量,而后將液泡內(nèi)的H+“泵”到膜外,從而使膜內(nèi)外兩側(cè)形成質(zhì)子電化學(xué)梯度,使用這種質(zhì)子電化學(xué)梯度以此來驅(qū)動(dòng)Na+的跨膜運(yùn)輸,達(dá)到鹽離子的區(qū)隔化的目的,另外因?yàn)镹a+積累于液泡,從而維持了細(xì)胞質(zhì)中較低的Na+/K+比例,這也是植物耐鹽的特點(diǎn)之一[28][31][75]。
柳樹是比較耐鹽的樹種,目前大量研究發(fā)現(xiàn),隨著土壤含鹽量的增加,柳樹成活率、生長量和保存率都呈現(xiàn)不斷下降的趨勢,且不同生長期的不同品種及無性系具有不同的耐鹽能力[76]。白冰[77]的研究發(fā)現(xiàn)整個(gè)柳樹派都屬于抗鹽樹種,例如:白柳、黃花柳、黃柳、灰柳和青鋼柳。但將柳樹插穗培養(yǎng)在砂床上,使用用3.5‰NaCl水溶液,結(jié)果表明:柳樹耐鹽指數(shù)是不同的,造成這一區(qū)別的原因主要是因?yàn)槠渌诜植紖^(qū)的生態(tài)環(huán)境長期的自然選擇的結(jié)果,,引種從干旱地區(qū)引種的白柳(P338)的耐鹽指數(shù)卻高達(dá)70,但是從羅馬尼亞多瑙河引種的白柳(P318)的耐鹽指數(shù)僅為 2.5[78]。
李晶[79]等花費(fèi)2年時(shí)間來測定3種柳樹(青竹柳、垂爆109柳和旱布329柳)的耐鹽性,設(shè)置4個(gè)(0.2% 、0.3% 、0.4% 、0.5%)濃度梯度,結(jié)果顯示各項(xiàng)測量值隨著鹽溶液濃度的不斷升高而下降,當(dāng)0.2%~0.3%的含鹽量時(shí),各參試品種前期都能夠生長正常,基本不影響根原基發(fā)生數(shù)量及生根,而且對青竹柳根原基發(fā)生有一定促進(jìn)作用,含鹽量達(dá)到0.5%時(shí),3種柳樹均不能正常生長。王輝[80]研究了在鹽脅迫條件下美柳、垂柳、烏柳和沙柳一年生扦插苗在濃度0.20%、0.30%、0.50%、0.70%的耐鹽性,得出與上述相似的結(jié)論。季永華[81]發(fā)現(xiàn)苗期的柳樹無性系(J30-16、J35-13、J4-34、J31-17)的成活率、保存率、生長量等都與土壤含鹽量都有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,從中可看出柳樹幼苗可以承受0.4%以下的鹽脅迫,柳樹幼苗承受的臨界點(diǎn)是0.4%~0.6%,但當(dāng)鹽脅迫達(dá)到0.8%,就會(huì)對柳樹幼苗造成實(shí)質(zhì)性傷害。
李敏[82]對兩個(gè)柳樹無性系進(jìn)行了耐鹽性試驗(yàn),得出了鹽脅迫下2種柳樹隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增加,生根數(shù)、總根長、萌枝長度、葉鮮重和葉干重不斷下降[83],在這其中9901的生長量在各濃度NaCl處理?xiàng)l件下都是高于沿江柳。但隋德宗[84]等的結(jié)論卻是鹽處理雖然明顯影響著柳樹無性系根系的生長發(fā)育,但低鹽脅迫對柳樹無性系幼苗根系的根數(shù)、最長根長和根鮮重,高鹽處理對根系生長則有著相當(dāng)顯著的抑制作用。
陳健健[85]研究了在中性與堿性鹽脅迫下,對鹽柳幼苗株高生長量、地徑生長量、生物量、葉綠素含量及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和各種抗氧化酶活性,對鹽柳幼苗生長與生理變化規(guī)律特征及其差異性進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,各柳樹無性系對鹽堿脅迫的表現(xiàn)具有明顯的差別,抗性也有顯著的不同,依據(jù)抗鹽堿脅迫的形態(tài)表現(xiàn)的差異,對67個(gè)引種的等級(jí)進(jìn)行劃分:I級(jí):抗鹽堿能力較強(qiáng),可廣泛應(yīng)用。主要有 A88(旱柳-商河)、A10(旱柳-沾化)、B115(旱柳-海興)、B113(旱柳-海興)、B110(旱柳-海興)、B0(旱柳-菏澤)等;II級(jí):抗鹽堿能力一般,可在鹽堿地區(qū)中進(jìn)行推廣應(yīng)用,主要有 A16、A44(旱柳-東營)、A27(旱柳-利津)、A81(旱柳-商河)、B13(旱柳-菏澤)、B3(旱柳-菏澤)、B40(垂柳-沾化)、B56(旱柳-濱州)、A6(旱柳-惠民)、A64(旱柳-墾利)、B20、A39等;III級(jí):抗鹽堿能力較差,不適合推廣應(yīng)用,經(jīng)觀察主要有 A95(旱柳-沾化)、B77(旱柳-沾化)、B43、A93等。
柳樹因?yàn)橛邢喈?dāng)高的可配性、雜交簡單和無性繁殖簡單,選取其中具有不用價(jià)值的性狀作為遺傳改良的主要目標(biāo),可選育出不同利用途徑的優(yōu)良品種和無性系[86]。江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院在1962年就制定了改良多世代遺傳策略,以評估測定親本育種值的方式,進(jìn)行人工雜交,建立起遺傳改良的柳樹育種群體,使遺傳增益的效果得以提高[87]。從1975年起,經(jīng)過8年天然實(shí)生苗和人工雜交育種,從中選育出速生無性系—垂柳1號(hào)和垂旱4號(hào)兩個(gè)比較優(yōu)良的品種,然后進(jìn)行了多地試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)它們都具有出明顯生長優(yōu)勢,表現(xiàn)在生長快、主干高、干材率高及適應(yīng)性較強(qiáng)。經(jīng)過集約經(jīng)營后,垂柳l號(hào)生長五年平均樹高可達(dá)10.09m、胸徑達(dá)15.7cm、單株材積達(dá)到0.0947m3;垂旱4號(hào)則平均樹高可達(dá)10.15m、胸徑達(dá) 14.62cm,單株材積達(dá)到 0.0738m3,將其分別與同一地點(diǎn)對照垂柳相比,平均樹高可高出11.45~12.15%、單株材積超過56.01%和21.58%,并且可以在含鹽量0.3%以下的鹽堿地造林[88]。喬玉玲[89]等對山東省的柳樹資源進(jìn)行調(diào)查,經(jīng)過優(yōu)樹選擇,從中選擇了優(yōu)良形狀的類型[90-92]。張建秋[93]等有針對性的研究了我國東北松嫩平原的大面積鹽漬土之后,自20世紀(jì)80年代起,陸續(xù)從我國各地收集了23個(gè)優(yōu)良柳樹品種,通過15個(gè)組合方式,雜交出5145株雜種苗,使用近10年的時(shí)間不間斷進(jìn)行觀測,從中選出100個(gè)優(yōu)良無性系在輕鹽堿環(huán)境下進(jìn)行對比試驗(yàn),最后選育了耐鹽堿 (在堿化度30%以下、含鹽量5g/kg的輕、中度鹽堿地上能正常生長)、耐寒和速生3個(gè)新品種的柳樹。
張繼明[94]等對柳樹進(jìn)行多年的田間試驗(yàn)、雜交,選育出3個(gè)柳樹品種:旱柳×爆竹柳8號(hào)、鉆天柳×白皮柳9號(hào)和旱柳×旱柳10號(hào)。三個(gè)良種具有速生、抗旱、抗寒及一定抗鹽性等優(yōu)良特性。李峰[95]等進(jìn)行了適應(yīng)性以及抗逆性研究得出垂爆109柳和旱布329柳是兩種很好的經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)樹種,109柳被大量用于大慶等地鹽堿地及低濕地的治理開發(fā)和內(nèi)蒙、吉林等地江河治理。戴紹祥[96]等選用美國黃金柳插條在東營市鹽堿地進(jìn)行大田扦插,扦插結(jié)束后發(fā)現(xiàn),扦插苗株高可達(dá)2.4m以上,抗逆性強(qiáng),觀賞效果好。韓春梅[97]對9901柳研究后發(fā)現(xiàn)其因?yàn)榫哂邪l(fā)達(dá)的不定根,而且非常耐水濕;并且它在鹽堿地(含鹽量3‰~4‰)也可以良好的生長。王子成[98]進(jìn)行研究后,發(fā)現(xiàn)9901具有速生性強(qiáng)、頂端優(yōu)勢明顯、樹形美觀、耐干旱、耐水濕又耐鹽堿等特性,當(dāng)年扦插苗生長速度優(yōu)勢明顯,可以超過常規(guī)柳樹品種的30%~40%,是成材林與綠化兼得的優(yōu)秀速生柳樹。余春梅[99]等在擬南芥中過量表達(dá)柳樹SVP1.1s基因,擬南芥的耐鹽能力有所提高,由此證明了木本植物中SVP1基因具有保護(hù)細(xì)胞、使細(xì)胞提高耐受高鹽脅迫能力,可以依據(jù)其來選育優(yōu)良耐鹽林木品種。
植物的耐鹽性是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)量性狀,其耐鹽機(jī)制涉及的范圍很廣泛,不僅包括從植株到器官、組織、生理生化甚至還有分子的各個(gè)水平。雖然研究者已經(jīng)開始從不同側(cè)面展開了很多的研究,但由于其十分復(fù)雜的機(jī)制,植物抗鹽的關(guān)鍵因子還是沒有發(fā)現(xiàn),從分子水平來看,植物耐鹽的分子機(jī)制仍然不是相當(dāng)清楚,植物抗鹽中的待探索重要問題仍有許多。
當(dāng)前傳統(tǒng)的雜交仍然是柳樹良種選育的主要方式,但是隨著在耐鹽研究中的廣泛應(yīng)用突變體篩選、基因工程技術(shù)及分子生物學(xué)等研究手段,人們將會(huì)更加深入的了解耐鹽機(jī)制;通過利用這些先進(jìn)的技術(shù)將能夠獲得更多的耐鹽突變體和耐鹽轉(zhuǎn)基因柳樹,并最終培育出能用于生產(chǎn)的耐鹽優(yōu)良品種,從而促進(jìn)、加快世界和我國鹽堿地及次生鹽堿地的開發(fā)利用[100]。
[1]Allakhverdiev S I,Sakamoto A,Nishiyama Y,et at.Ionic and osmotic effects of NaCI-induced inactivation of photosystems I and II in Synechococcus sp.[J].Plant Physiol,2000,123(3):1047-1056.
[2]Krasensky,Jomak C.Drought,salt,and temperature stree-induced metabolic rearrrangements and regulatory networks[J].J Exp Bot,2012,63(4):1593-1608.
[3]Munns R,Tester M.Mechanisms of salinity tolerance[J].Annu Rev Plant Biol,2008,59:651-681.
[4]Yamaguchi T,2005Yamaguchi T,Blumwald E.Developing salt-tolerant crop plants:challenges and opportunities[J].Trends Plant Sci,2005,10(12):615-620.
[5]Bot A J,2000Bot A J,Nachtergaele F O,Young A.Land resourse potential and constraints at regional and country levels[J].The United Nations/Food and A-griculture Organization,2000,90:1-112.
[6]葉敬忠等,2001葉敬忠,劉金龍,林志漲.參與組織發(fā)展:參與式林業(yè)的理論、研究與實(shí)踐[M].北京:中國林業(yè)出版社,2001.
[7]石玉林.《中國1:100萬土地資源圖》土地資源數(shù)據(jù)集[M].北荒中國人民大學(xué)出版社,1991.
[8]武深秋.低洼鹽堿地能種哪些樹[J].專業(yè)戶,2004,(09):20.
[9]李鵬翔.低洼鹽堿地能種什么樹 [J].河北農(nóng)業(yè)科技,2002,(03):32.
[10]張紀(jì)林.沿海濕地生物多樣性保護(hù)及復(fù)合農(nóng)林業(yè)利用[J].世界林業(yè)研究,1999,(6):38-41.
[11]曹福亮.中國南方主要造林樹種耐鹽耐旱機(jī)理研究[M].北京:中國林業(yè)出版社,1999:1-60.
[12]曹福亮,方升佐.耐鹽楊樹新無性系的篩選[J].江蘇林業(yè)科技,1994,(3):1-6.
[13]王衍安,李際紅.耐鹽楊樹新無性系選育續(xù)報(bào)[J].山東林業(yè)科技,1997,(4):7-10.
[14]王業(yè)遴,馬凱,姜衛(wèi)兵等.五種果樹耐鹽力試驗(yàn)初報(bào)[J].中國果樹,1990,(3):8-12.
[15]趙可夫.植物抗鹽生理[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1993:241-311.
[16]黎立群.鹽漬土基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京:科學(xué)出版社,1986.
[17]沙霍夫.AA.植物的抗鹽性[M].韓國堯,譯.北京:科學(xué)出版社,1965:32-354.
[18]張宗炳.殺蟲藥劑的毒力測定[M].北京:科學(xué)出版社,1988:6-7.
[19]Galla PT,Dalton GS.Selecting salttolerant citrus rootsocks[J].Austr J Agric Res,1989,40:137-144.
[20]Sepaskhah.AR.Growth and chemical composition of pistachio as afffected by salimity and applied iron[J].J Hort Sci,1985,60(1):115-120.
[21]吳敏,薛立,李燕.植物鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制研究進(jìn)展[J].林業(yè)科學(xué),2007,43(8):111-117.
[22]周俊國.中國南瓜(Cucurbita moschata Duch.)資源耐鹽砧木篩選及生理特性的研究 [D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
[23]張建鋒,李吉躍,宋玉民等.植物耐鹽機(jī)理與耐鹽植物選育研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究,2003,16(2):16-22.
[24]宋丹.幾個(gè)引進(jìn)樹種幼苗耐鹽特性及耐鹽性評價(jià)研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.
[25]趙育鵬.弗吉尼亞櫟等5個(gè)樹種幼苗的耐鹽特性及評價(jià)[D].南京林業(yè)大學(xué),2013.
[26]胡小多,劉興亮,石溪嬋,張楚寒,閆永慶.鹽脅迫對五葉地錦生理指標(biāo)的影響[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,(04):10-11.
[27]吳薇.雜交新美柳的鹽脅迫響應(yīng)及外源NO處理的調(diào)節(jié)作用[D].南京林業(yè)大學(xué),2008.
[28]薛莉.大白菜耐鹽品種篩選及耐鹽生理生化特性的研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.
[29]姜濤.兩種砧木黃瓜嫁接苗耐鹽性的研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
[30]岑百花,李遠(yuǎn)發(fā),劉衛(wèi)偉,陳瑜,吳國欣.鹽脅迫對樂東擬單性木蘭幼苗生長和生理特性的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,40(05):486-489.
[31]周俊國,扈惠靈,曾凱,張猛.兩種黃瓜砧木(南瓜)幼苗對NaCl脅迫的滲透調(diào)節(jié)響應(yīng) [J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(06):208-211.
[32]楊志瑩.玫瑰抗鹽堿能力研究[D].山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[33]劉志華,時(shí)麗冉,馬光.NaCl脅迫對葎草部分生理特性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(04):346-347.
[34]谷凌.鹽分及干旱脅迫對臺(tái)灣海桐和臺(tái)灣欒樹的影響研究[D].福建農(nóng)林大學(xué),2013.
[35]王勝,丁雪梅,時(shí)彥平,尹金珠,荊瑞英.鹽脅迫對沙灘黃芩生長及其生理特性的影響 [J].山東林業(yè)科技,2015,45(05):33-37.
[36]郝玉杰.NaCl脅迫對兩個(gè)葡萄品種生長及生理特性的影響[D].石河子大學(xué),2017.
[37]李正麗.紅菜薹耐鹽性初步研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
[38]郭英.生防芽孢桿菌對作物耐鹽性的影響及其抗鹽機(jī)理的研究[D].山東師范大學(xué),2009.
[39]王柳.地被植物連錢草、蛇莓鹽堿脅迫研究[D].東北林業(yè)大學(xué),2008.
[40]羅子敬,孫宇涵,盧楠,李云.楊樹耐鹽機(jī)制及轉(zhuǎn)基因研究進(jìn)展[J/OL].核農(nóng)學(xué)報(bào),2017,31(03):482-492.
[41]張海燕,趙可夫.鹽分和水分脅迫對鹽地堿蓬幼苗滲透調(diào)節(jié)效應(yīng)的研究[J].植物學(xué)報(bào),1998,40(1):56-61.
[42]Hayat S,Hayat Q,Alyemeni M N,Wani A S,Pichtel J,Ahmad A.Role of proline under changing environments:a review[J].PlantSignaling & Behavior,2012,7(11):1456-1466.
[43]汪貴斌,曹福亮,張往祥.銀杏品種耐鹽能力的研究[J].林業(yè)科學(xué),2003,39(5):168-172.;
[44]陳順偉,高智慧,岳春雷等.鹽霧脅迫下杜英等樹種生理特性的變化.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2003,27(5):11-14.
[45]Ricardo Almeida Viégas,Joaquim Albenísio Gomesda Silveira.Ammoni aassimilation and prolineaccumulation in young cashew plants during long term exposure to NaCl-salinity.Revistabrasileiradefisiologiavegetal,1999,11(3):153-159.
[46]Ashraf M,Foolad M R.Roles of glycine betaine and proline inimproving plant abiotic stress resistance [J].Environmental andExperimental Botany,2007,59(2):206-216.
[47]Verbruggen N,Hermans C.Proline accumulation in plants:a review[J].Amino Acids,2008,35(4):753-759.
[48]劉鐸,叢日春,黨宏忠,李慶梅,劉德璽,楊慶山.柳樹幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對中、堿性鈉鹽響應(yīng)的差異性[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2014,23(09):1531-1535.
[49]隋德宗,王保松,王偉偉.鹽脅迫對灌木柳2個(gè)無性系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響[J].江蘇林業(yè)科技,2014,41(06):1-3+20.
[50]武香,倪建偉,張華新,劉濤.鹽脅迫下不同鹽生植物滲透調(diào)節(jié)的生理響應(yīng) [J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,40(08):29-33.
[51]李健,彭東海,張風(fēng)娟,楊麗濤,李楊瑞.植物△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因的研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,45(9):1545-1550.
[52]蔡智軍.林木抗鹽機(jī)制及耐鹽機(jī)理研究進(jìn)展[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,13(06):1-3.
[53]宋丹,張華新,耿來林,劉濤,白淑蘭.植物耐鹽種質(zhì)資源評價(jià)及耐鹽生理研究進(jìn)展 [J].世界林業(yè)研究,2006,(03):27-32.
[54]陳建勛,王曉峰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2006:119-124.
[55]彭立新,周黎君,馮濤,等.鹽脅迫對沙棗幼苗抗氧化酶活性和膜脂過氧化的影響 [J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,16(4):1-4.
[56]胡曉立.NaCl脅迫對李屬彩葉植物生理特性及葉色的影響[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[57]韓彪,解孝滿,董昕,王磊,咸洋,田莎莎,吳丹.鹽脅迫對柳樹無性系幼苗生理生態(tài)特性的影響[J].山東林業(yè)科技,2013,43(03):9-12.
[58]張健,李敏,李玉娟,馮立國.鹽脅迫下3個(gè)柳樹新品系生理指標(biāo)的變化[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(08):197-199.
[59]王貞紅,張文輝,何景峰,周建云,盧彥昌,郭其強(qiáng).瑞典能源柳無性系保護(hù)酶活性對水分脅迫的響應(yīng)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2008,(02):21-23+35.
[60]楊敏生,裴保華,于冬梅.水分脅迫對毛白楊雜種無性系苗木維持膨壓和滲透調(diào)節(jié)能力的影響 [J].生態(tài)學(xué)報(bào),1997,17(4):364-367.
[61]曹慧,王孝威,曹琴,等.水分脅迫下新紅星蘋果超氧物自由基累積和膜脂過氧化作用[J].果樹學(xué)報(bào),2001,18(4):196-199.
[62]劉鐸,叢日春,高衛(wèi)東,黨宏忠,李慶梅,劉德璽,楊慶山.鹽堿脅迫對柳樹抗氧化酶的影響[J].水土保持通報(bào),2017,37(05):53-57.
[63]王東明,賈媛,崔繼哲.鹽脅迫對植物的影響及植物鹽適應(yīng)性研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(4):124-128.
[64]劉鐸,叢日春,黨宏忠,李慶梅,劉艷,鞏云峰.鹽脅迫對柳樹新品系的抗氧化酶活性及過氧化物含量的影響[J].種子,2014,33(10):20-23.
[65]周鵬,方炎明,孫婷,王保松,張敏.2種灌木柳葉片細(xì)胞膜相穩(wěn)定性及抗氧化酶活性對NaCl脅迫的響應(yīng)[J].江蘇林業(yè)科技,2014,41(02):1-5.
[66]馬煥成,王沙生.胡楊膜系統(tǒng)的鹽穩(wěn)定性及鹽脅迫下的代謝調(diào)節(jié).西南林學(xué)院學(xué)報(bào),1998,18(1):15-23.
[67]Gucci Riccardo,Lombardini Leonardo,Tattini Massimiliano.Analysis of leaf water relations in leaves of twoolive(Oleaeuro-paea)cultivars differing in tolerance to salinity.Tree Physiology,17:13-21.
[68]楊曉慧,蔣衛(wèi)杰,魏珉,余宏軍.植物對鹽脅迫的反應(yīng)及其抗鹽機(jī)理研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006(02):302-305+308.
[69]Levitt J.Responses of plants to environment stresses[J].Academic Press 1980,375-393.
[70]張福鎖.環(huán)境脅迫與植物育種[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1993:330-335.
[71]Michelet B,Boutry M.TheplasmamembraneH+-ATPase:ahighlyregulatedenzymewithmultiplephysiologicalfunctions [J].Plant-Physiol,1995,108(1):1-6.
[72]Voikmar K M,HU Y,Steppuhn H.Physiologicalresponsesofplantsalinity[J].CanJPlantSci,1998,78(1):19-27.
[73]余叔文,湯章城.植物生理與分子生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1998:752-769.
[74]張紀(jì)林,季永華.海岸帶楊柳新無性系苗期耐鹽性研究[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,(03):45-50.
[75]白冰.喬木樹種的抗鹽性[J].林業(yè)科技通訊,1980(06):16.
[76]潘明建.柳樹的遺傳改良及栽培技[J].林業(yè)科技開發(fā),2004(03):3-7.
[77]李晶,王福森,李樹森,貫春雨.3個(gè)柳樹新品種耐鹽性試驗(yàn)研究[J].防護(hù)林科技,2012,(04):73-74.
[78]王輝.楊柳樹SSR遺傳多樣性分析及4種柳樹耐鹽性比較研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
[79]季永華.海濱濕地楊樹、柳樹新無性系苗期耐鹽性研究[J].江蘇林業(yè)科技,2005,(04):1-4.
[80]李敏,王瑩,李玉娟,談峰,張遠(yuǎn),張健.2個(gè)柳樹親本耐鹽性比較試驗(yàn) [J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,58(07):1220-1222.
[81]李敏,張健,李玉娟,談峰.耐鹽樹種-竹柳[J].中國花卉園藝,2012,(06):38.
[82]隋德宗,王保松,施士爭鹽脅迫對個(gè)柳樹無性系幼苗根系生長發(fā)育的影響[J].江蘇林業(yè)科技,2007,34(4):5-8.
[83]陳建建.柳樹種質(zhì)資源收集及抗鹽堿性評價(jià)[D].山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2015.
[84]劉巍,蔄勝軍.柳樹遺傳改良研究進(jìn)展[J].遼寧林業(yè)科技,2012,(01):45-48.
[85]潘明建.柳樹的遺傳改良及栽培技術(shù)[J].林業(yè)科技開發(fā),2004,18(3):3-6.
[86]金.柳樹速生無性系垂柳 1號(hào)垂旱4號(hào)選育成功 [J].江蘇林業(yè)科技,1982,(04):68.
[87]喬玉玲,秦光華,宋玉民,康智,于振旭,朱瑞強(qiáng).柳樹基因資源收集與優(yōu)樹選擇研究[J].山東林業(yè)科技,2016,46(06):8-11.
[88]繆禮科,李玉梅.良種選育及種子經(jīng)營.北京:中國林業(yè)出版社,1987:27-31.
[89]Cornelius J.The effectiveness of plus-tree selection for yield.Forest Ecology and Management,1994,67(1-3):12-34.
[90]Bangarwa K.Plus tree selection and progeny progeny testing for establishment of first generation seed orchardin Dalbergiasisson Roxb.2002.
[91]張建秋,畢慶玲,王鳳林,等.速生、耐鹽堿柳樹新品種選育[Z].國家科技成果.
[92]張繼明,張彩軍,郭俊.柳樹雜交育種研究[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2001,(2):9-13.
[93]李峰,王春,陳子英,羅英美,高鳳山.垂爆 109 柳、旱布329柳的選育及推廣利用[J].防護(hù)林科技,2000,(04):19-21+43.
[94]戴紹祥,楊海河,劉洪春,郭濤,李潤蘭.美國黃金柳繁殖栽培及園林應(yīng)用研究[J].山東林業(yè)科技,2015,45(01):69-73+21.
[95]韓春海.速生柳樹新品種——9901柳[J].農(nóng)村百事通,2011,(21):26+81.
[96]王子成.速生柳樹新品種9901柳及快速育苗方法[J].農(nóng)家顧問,2013(12):38.
[97]余春梅,李敏,何新雨,李玉娟,王瑩,談峰,張健.過量表達(dá)柳樹兩個(gè)SVP1s基因提高擬南芥抗鹽脅迫能力[J].中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào),2015,31(04):414-421.
[98]郝治安,呂有軍.植物耐鹽機(jī)制研究進(jìn)展[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,(11):30-33.