中科院东北地理与农业生态研究所盐渍土生态与改良学科组用Na2CO3,NaCl和PEG6000溶液模拟三种胁迫因子,揭示了水稻对不同胁迫因子的生理响应。结果表明,渗透胁迫对种子的萌发产生强烈抑制作用,其次为碱胁迫和盐胁迫,表明种子萌发的初级阶段,水分仍是限制萌发的主要因子。而进入水稻幼苗生长阶段,碱胁迫的生长抑制更为严重,幼苗总根长、总根表面积、根数以及根体积和株高均显著下降。进一步分析幼苗根系的伤害度以及细胞凋亡相关基因OsNAC4的表达水平发现,碱胁迫对幼苗根细胞造成了严重伤害。以上结果表明,碱胁迫主要是通过对根系造成致命伤害进而严重抑制幼苗的生长发育。同时发现,水稻在盐碱胁迫下积累大量的渗透调节物质,并且在碱胁迫下积累最多。
该研究可为揭示植物适应盐碱胁迫的分子机制以及耐盐碱水稻分子育种提供重要线索。