36.7: Реакция на стресс от соли

Солевой стресс & mdash;, который может быть вызван высокими концентрациями соли в окружающей среде растений & mdash; может существенно повлиять на рост растений и урожайность, влияя на фотосинтез и поглощение воды и питательных веществ.

Цитоплазма растительных клеток имеет высокую концентрацию растворенных веществ, из-за чего вода перетекает из почвы в растения за счет осмоса. Однако избыток соли в окружающей почве увеличивает концентрацию растворенных в ней веществ, снижая способность растений поглощать воду.

Высокий уровень натрия токсичен для растений, поэтому увеличение содержания натрия в них нецелесообразно. Однако многие растения могут реагировать на умеренный солевой стресс увеличением внутренних уровней растворенных веществ, которые хорошо переносятся при высоких концентрациях, таких как пролин и глицин. В результате повышенная концентрация растворенного вещества в цитоплазме клетки позволяет корням увеличивать поглощение воды из почвы, не поглощая токсичный уровень натрия.

Натрий не является необходимым для большинства растений, а его избыток влияет на усвоение основных питательных веществ. Например, поглощению калия, который регулирует фотосинтез, синтез белка и другие важные функции растений, препятствует натрий в сильно засоленных условиях. Кальций может смягчить некоторые эффекты солевого стресса, облегчая поглощение калия за счет регулирования переносчиков ионов.

Не все растения чувствительны к соли. Растения можно классифицировать как галофиты или гликофиты в зависимости от их устойчивости к засолению. В то время как галофиты устойчивы к солям, гликофиты - нет. Чтобы переносить высокие концентрации соли, галофиты могут снижать поглощение натрия, отделять натрий или выделять натрий. Небольшая группа галофитов, называемых ректогалофитами, имеет в стеблях и листьях специальные эпидермальные железы, называемые солевыми железами. Солевые железы поглощают излишки соли из соседних тканей и выводят ее на поверхность растения. Изучая галофиты, ученые могут раскрыть механизмы солеустойчивости растений и потенциально использовать эти знания для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в регионах, подверженных засолению.

Солёность влияет на рост и развитие растений, воздействуя на воду и на поглощение питательных веществ, а также на фотосинтез. У растительных клеток высокий уровень концентрации растворённых веществ, который направляет воду из почвы в растение. Однако, присутствие избытка соли в почве поднимает концентрацию растворённого вещества в почве, препятствуя способности растения брать воду даже тогда, когда воды в почве достаточно.

Ещё одна проблема с чрезмерным уровнем соли в почве то, что натрий и другие ионы в солях токсичны для растения в высоких концентрациях. Многие растения могут реагировать на умеренный уровень соли в почве путём производства растворённых веществ, к которым они толерантны при высоких концентрациях;это повышает концентрацию растворённого вещества в растительной клетке, что позволяет корням абсорбировать воду из почвы без участия токсичных уровней натрия. Избыточный натрий на корневой поверхности также снижает поглощение калия, что препятствует росту растений.

Кальций может защитить растения от натриевой нагрузки, регулируя ионные транспортёры, ферменты, и транскрипцию генов. Избыток натрия и других ионов, производных от солей, в почве также может изменить гормональное содержание в растениях. Например, абсцизная кислота производится в ответ на чрезмерный уровень соли, который закрывает стомату.

Не все растения чувствительны к соли в окружающей их среде. Солеустойчивые растения называемые галофиты адаптировались в условиях высокой концентрации соли. Галофиты развили свои особенности, которые придают устойчивость к солевому стрессу, такие как специализированные эпидермальные железы называемые солёными железами на их стеблях и листьях.

Солёные железы забирают излишки соли из соседних тканей и секретируют соль на поверхность листа, где она может быть удалена дождём или ветром.