塩ストレスに対する反応

植物が置かれている環境の塩分濃度が高いと引き起こされる塩ストレスは、光合成や水・養分の吸収に影響を与え、植物の成長や作物の生産に大きな影響を与えます。

植物の細胞質は溶質濃度が高く、浸透圧によって土壌から植物に水が流れ込みます。しかし、周囲の土壌に塩分が過剰に含まれていると、土壌の溶質濃度が高くなり、植物が水を取り込む能力が低下します。

高濃度のナトリウムは植物にとって有害であるため、浸透圧を高めるためにナトリウム含有量を増やすことは現実的な選択肢ではありません。しかし、多くの植物は、プロリンやグリシンのような高濃度でも耐えうる溶質の体内濃度を高めることで、中程度の塩ストレスに対応できます。細胞質内の溶質濃度が上昇することで、根は有害なレベルのナトリウムを摂取することなく、土壌からの吸水量を増加させることができるのです。

ナトリウムはほとんどの植物にとって必須ではなく、過剰なナトリウムは必須栄養素の吸収に影響を与えます。例えば、光合成やタンパク質合成など植物の必須機能を司るカリウムの吸収は、塩分濃度が高い環境ではナトリウムによって阻害されます。カルシウムは、イオン輸送体を制御してカリウムの取り込みを促進することで、塩ストレスの影響を軽減することができます。

すべての植物が塩分に弱いわけではありません。植物は塩分に対する耐性によって、塩生植物と糖生植物に分類されます。塩生植物は塩分に強いが、糖生植物は塩分に弱いです。塩生植物は、高濃度の塩に耐えるために、ナトリウムの取り込み量を減らしたり、ナトリウムを区分けしたり、ナトリウムを排泄したりします。レクレトハロファイトと呼ばれる塩生植物の一部は、茎や葉に塩腺と呼ばれる特殊な表皮腺を持っています。塩腺は、隣接する組織から余分な塩分を取り込み、植物の表面に排泄します。塩生植物を研究することで、植物の耐塩性のメカニズムが明らかになり、塩害地域での作物生産の改善に役立つ可能性があります。