在自然界中,依据耐盐性的高低,植物可以被分类成盐生植物和甜土植物。盐生植物一般是指可以在大于等于200mM NaCl条件下生存,生长,并且能够繁衍的一类植物。众多研究已经证明盐生植物的耐盐机制明显不同于甜土植物。近30年来,尽管科研工作者在对甜土植物耐盐在离子转运、信号转导、激素调节等诸多领域的研究都有了长足的进步,但很少的研究涉及极端盐生植物的耐盐分子机制。当前研究利用转录组测序、表型分析和生理生化等多种实验手段,研究极端盐生植物碱地肤(Kochia sieversiana(Pall.)C.A.M)耐盐的生理及分子机制。本文特别关注了低盐刺激碱地肤生长的生理及分子机制。实验结果表明低盐胁迫条件能够刺激碱地肤的生长,而高盐胁迫条件会抑制其生长。于此同时,盐胁迫条件能够增加碱地肤对土壤中水分的吸收,并且其含水量随盐胁迫浓度增大而增加,即使在高盐胁迫条件下(480 mM NaCl),碱地肤依然保持极高的含水量。含水量的变化可能是碱地肤对盐胁迫环境一种特殊的适应策略。生理生化数据表明,高浓度的钠离子、丙氨酸,蔗糖和麦芽糖和增加的肉质化可能有利于高盐胁迫下碱地肤的水分吸收和渗透调节。转录组数据表明,在盐胁迫处理使水通道基因和钾离子转运蛋白基因表达上调。这些上调的基因可能对碱地肤的水分吸收和离子平衡至关重要,进而增加碱地肤抵制渗透胁迫和离子毒害的能力。进一步比较在盐胁迫条件下这些基因家族不同成员的响应状况,发现同一基因家族的不同成员在不同的胁迫强度下作用显著不同。此外,一些根组织中的水通道蛋白基因尽管在高盐胁迫下并不发挥作用,但在低盐条件下却表达上调。高表达水平的水通道蛋白基因可允许低盐胁迫条件下的碱地肤能够吸收更多的水。相对于高盐条件下,低盐胁迫的碱地肤(叶片K~+/根K~+)比值增加,说明低盐胁迫可能促进碱地肤将K~+从根组织向地上部分转运。总的来说,低盐条件刺激碱地肤的生长,高盐条件会抑制其生长。碱地肤在低盐条件下含水量增加,从而为其生长发育提供了极为良好的细胞环境。于此同时,低盐环境促进碱地肤将更多的K~+向地上组织转运,从而与Na~+竞争,减少Na~+毒害。但是在高盐条件下,可能受到胁迫信号蛋白的影响,碱地肤会启用不同的离子转运机制和渗透调节机制。尽管含水量依旧增加,高浓度的Na~+含量依旧会对碱地肤的生长造成威胁。此外,相对于甜土植物,盐胁迫下的碱地肤一些重要的耐盐基因可能发生了新功能化或无功能化,由此带来了耐盐策略上的一些改变,这可能是碱地肤能够在极端盐碱条件下建立物种优势的重要原因。