Ảnh hưởng của áp lực NaCl đến sự phát triển và đặc điểm quang hợp của cây con Ulmus pumila L. trong điều kiện nuôi cấy cát

Institute of Experimental Botany - Tập 52 - Trang 313-320 - 2014
Z. T. Feng1, Y. Q. Deng1, H. Fan1, Q. J. Sun1, N. Sui1, B. S. Wang1
1Key Laboratory of Plant Stress Research, College of Life Science, Shandong Normal University, Jinan, China

Tóm tắt

Các hiệu ứng của áp lực NaCl đối với sự phát triển và các đặc tính quang hợp của cây con Ulmus pumila L. đã được nghiên cứu trong điều kiện nuôi cấy cát. Khi nồng độ NaCl tăng lên, chiều cao thân chính, số lượng nhánh, số lượng lá, và diện tích lá đều giảm, trong khi hàm lượng Na+ và tỷ lệ Na+/K+ trong cả lá đã mở rộng và lá đang mở rộng có sự tăng lên. Hàm lượng Na+ trong lá đã mở rộng cao hơn đáng kể so với lá đang trong quá trình mở rộng. Hàm lượng diệp lục (Chl) a và Chl b giảm khi nồng độ NaCl tăng. Tỷ lệ quang hợp ròng, nồng độ CO2 nội bào, độ dẫn khí qua khí khổng, và tỷ lệ thoát hơi nước cũng giảm, nhưng giá trị giới hạn khí khổng lại tăng lên khi nồng độ NaCl tăng. Cả năng suất lượng photon tối đa của quang hóa PSII và năng suất lượng photon hiệu quả của quang hóa PSII đều giảm khi nồng độ NaCl tăng. Những kết quả này gợi ý rằng sự tích lũy Na+ trong các lá đã mở rộng có thể giúp giảm thiểu tổn thương cho các lá đang mở rộng và giúp U. pumila chống chọi với độ mặn cao. Sự giảm thiểu quang hợp do ứng phó với áp lực muối chủ yếu là do sự hạn chế khí khổng.

Từ khóa

#NaCl stress #Ulmus pumila #photosynthesis #growth #leaf characteristics

Tài liệu tham khảo

Abdeshahian, M., Nabipour, M., Meskarbashee, M.: Chlorophyll fluorescence as criterion for the diagnosis salt stress in wheat (Triticum aestivum) plants. — World Acad. Sci. Eng. Technol. 4: 523–525, 2010. Baker, N.R.: Chlorophyll fluorescence: A probe of photosynthesis in vivo. — Annu. Rev. Plant Biol. 59: 89–113, 2008. Bhatnagar-Mathur, P., Vadez, V., Sharma, K.K.: Transgenic approaches for abiotic stress tolerance in plants: retrospect and prospects. — Plant Cell Rep. 27: 411–424, 2008. Carter, J.L., Colmer, T.D., Veneklaas, E.J.: Variable tolerance of wetland tree species to combined salinity and waterlogging is related to regulation of ion uptake and production of organic solutes. — New Phytol. 169: 123–133, 2006. Chen, Y.P., Chen, Y.N., Li, W.H., Xu, C.C.: Characterization of photosynthesis of Populus euphratica grown in the arid region. — Photosynthetica 44: 622–626, 2006. Chinnusamy, V., Jagendorf, A., Zhu, J.K.: Understanding and improving salt tolerance in plants. — Crop Sci. 45: 437–448, 2005. Clapham, D.E.: Calcium signaling. — Cell 80: 259–268, 1995. Dongsansuk, A., Lütz, C., Neuner, G.: Effects of temperature and irradiance on quantum yield of PSII photochemistry and xanthophyll cycle in a tropical and a temperate species. — Photosynthetica 51: 13–21, 2013. Farquhar, G.D., Sharkey, T.D.: Stomatal conductance and photosynthesis. — Annu. Rev. Plant Physiol. 33: 317–345, 1982. Fu, M.Y., Li, C., Ma, F.W.: Physiological responses and tolerance to NaCl stress in different biotypes of Malus prunifolia. — Euphytica 189: 101–109, 2013. Ghoulam, C., Foursy, A., Fares, K.: Effects of salt stress on growth, inorganic ions and proline accumulation in relation to osmotic adjustment in five sugar beet cultivars. — Environ. Exp. Bot. 47: 39–50, 2002. Gill, S.S., Tajrishi, M., Madan, M., Tuteja, N.: A DESD-box helicase functions in salinity stress tolerance by improving photosynthesis and antioxidant machinery in rice (Oryza sativa L. cv. PB1). — Plant Mol. Biol. 82: 1–22, 2013. Gong, B., Wen, D., VandenLangenberg, K., et al.: Comparative effects of NaCl and NaHCO3 stress on photosynthetic parameters, nutrient metabolism, and the antioxidant system in tomato leaves. — Sci. Hortic. — Amsterdam 157: 1–12, 2013. Gorai, M., Ennajeh, M., Khemira, H., Neffati, M.: Influence of NaCl-salinity on growth, photosynthesis, water relations and solute accumulation in Phragmites australis. — Acta Physiol. Plant. 33: 963–971, 2011. Greenway, H., Munns, R.: Mechanisms of salt tolerance in nonhalophytes. — Ann. Rev. Plant Phys. 31: 149–190, 1980. Grotkopp, E., Rejmanek, M., Rost, T.L.: Toward a causal explanation of plant invasiveness: Seedling growth and life-history strategies of 29 pine (Pinus) species. — Am. Nat. 159: 396–419, 2002. Herrero, J., Pérez-Coveta, O.: Soil salinity changes over 24 years in a Mediterranean irrigated district. — Geoderma 125: 287–308, 2005. Huang, Z.R., Long, X.H., Wang, L., et al.: Growth, photosynthesis and H+-ATPase activity in two Jerusalem artichoke varieties under NaCl-induced stress. — Process Biochem. 47: 591–596, 2012. Lee, G.J., Duncan, R.R., Carrow, R.N.: Nutrient uptake responses and inorganic ion contribution to solute potential under salinity stress in halophytic seashore paspalums. — Crop Sci. 47: 2504–2512, 2007. Lu, C.M., Qiu, N.W., Wang, B.S., Zhang, J.H.: Salinity treatment shows no effects on photosystem II photochemistry, but increases the resistance of photosystem II to heat stress in halophyte Suaeda salsa. — J. Exp. Bot. 54: 851–860, 2003. Ma, Q., Yue, L.J., Zhang, J.L., et al.: Sodium chloride improves photosynthesis and water status in the succulent xerophyte Zygophyllum xanthoxylum. — Tree Physiol. 32: 4–13, 2012. Moghaieb, R.E.A., Saneoka, H., Fujita, K.: Effect of salinity on osmotic adjustment, glycinebetaine accumulation and the betaine aldehyde dehydrogenase gene expression in two halophytic plants, Salicornia europaea and Suaeda maritima. — Plant Sci. 166: 1345–1349, 2004. Munns, R.: Comparative physiology of salt and water stress. — Plant Cell Environ. 25: 239–250, 2002. Munns, R.: Genes and salt tolerance: bringing them together. — New Phytol. 167: 645–663, 2005. Munns, R., Tester, M.: Mechanisms of salinity tolerance. — Annu. Rev. Plant Biol. 59: 651–681, 2008. Porra, R.J., Thompson, W.A., Kriedemann, P.E.: Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophyll a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy. — BBA-Biomembranes 975: 384–394, 1989. Qiu, N.W., Lu, Q.T., Lu, C.M.: Photosynthesis, photosystem II efficiency and the xanthophylls cycle in the salt-adapted halophyte Atriplex centralasiatica. — New Phytol. 159: 479–486, 2003. Raschke, K.: Stomatal action. — Ann. Rev. Plant Physiol. 26: 309–340, 1975. Rozema, J., Flowers, T.: Ecology. Crops for a salinized world. — Science 322: 1478–1480, 2008. Satoh, K., Smith, C.M., Fork, D.C.: Effects of salinity on primary processes of photosynthesis in the red alga Porphyra perforata. — Plant Physiol. 73: 643–647, 1983. Seemann, J.R., Sharkey, T.D.: Salinity and nitrogen effects on photosynthesis, ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase and metabolite pool sizes in Phaseolus vulgaris L. — Plant Physiol. 82: 555–560, 1986. Silva, E.N., Ribeiro, R.V., Ferreira-Silva, S.L., et al.: Comparative effects of salinity and water stress on photosynthesis, water relations and growth of Jatropha curcas plants. — J. Arid Environ. 74: 1130–1137, 2010. Silva, E.N., Ribeiro, R.V., Ferreira-Silva, S.L., et al.: Salt stress induced damages on the photosynthesis of physic nut young plants. — Sci. Agric. 68: 62–68, 2011. Song, J., Chen, M., Feng, G., et al.: Effect of salinity on growth, ion accumulation and the roles of ions in osmotic adjustment of two populations of Suaeda salsa. — Plant Soil 314: 133–141, 2009. Tarchoune, I., Degl’Innocenti, E., Kaddour, R., et al.: Effects of NaCl or Na2SO4 salinity on plant growth, ion content and photosynthetic activity in Ocimum basilicum L. — Acta Physiol. Plant. 34: 607–615, 2012. Tavakkoli, E., Fatehi, F., Coventry, S., et al.: Additive effects of Na+ and Cl− ions on barley growth under salinity stress. — J. Exp. Bot. 62: 2189–2203, 2011. Tester, M., Davenport, R.: Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants. — Ann. Bot. 91: 503–527, 2003. Wani, A.S., Ahmad, A., Hayat, S., Fariduddin, Q.: Salt-induced modulation in the growth, photosynthesis and antioxidant system in two varieties of Brassica juncea. — Saudi J. Biol. Sci. 20: 183–193, 2013. Wu, X.X., Ding, H.D., Zhu, Z.W., et al.: Effects of 24-epibrassinolide on photosynthesis of eggplant (Solanum melongena L.) seedlings under salt stress. — Afr. J. Biotechnol. 11: 8665–8671, 2012. Yamazaki, J., Shinomiya, Y.: Effect of partial shading on the photosynthetic apparatus and photosystem stoichiometry in sunflower leaves. — Photosynthetica 51: 3–12, 2013. Zribi, L., Fatma, G., Fatma, R., et al.: Application of chlorophyll fluorescence for the diagnosis of salt stress in tomato “Solanum lycopersicum (variety Rio Grande)”. — Sci. Hortic.-Amsterdam 120: 367–372, 2009.