植物对干旱胁迫的生理和分子反应

植物赖以生存的环境并不总是适宜的,干旱缺水、炎热、霜冻、盐碱、病虫草害等都会对植物的生长造成不利的影响,在这些不利的因素中,干旱对植物造成的损害在所有非生物胁迫中占首位。地球上约1/3的土地面积属于缺少水分的干旱和半干旱区域,我国的干旱、半干旱地区约占全国土地面     

植物在逆境下的渗透调节

渗透调节是植物在逆境下降低渗透势。抵抗逆境胁迫的一种重要方式,渗透调节作为植物的重要抗逆生理机制。近些年得到了较广泛的研究。本文概述植物在水分胁迫下渗透调节的研究现状,并提出今后应注意研究的几个问题。1.渗透调节的调节方式和原初机理1.1 调节方式植物细胞的水势由几个组份组成。即:ψ_w=ψ_s ψ_p ψ_m,方程式中ψ_w为水势,ψ_s为渗透势,ψ_p为压力势(膨压)。ψ_m为衬质势。ψ_m除了在干组织或干种子中外,一般微不足道,故不予考虑。在正常情况下ψ_w和ψ_s均为负值。植物体内水分运输的方向是从高水势到低水势。在水分胁迫     

干旱胁迫对不同种源文冠果幼苗水分生理特性及渗透调节物质的影响

以6个种源文冠果一年生幼苗作为研究对象,采用盆栽称质量控水的方法设置3个水分梯度,研究了不同种源文冠果幼苗在不同水分梯度上的水分生理特征及渗透调节变化规律,利用模糊数学隶属函数法对不同种源文冠果幼苗进行抗旱性综合评价。结果表明:随着干旱胁迫的加剧,不同种源的文冠果幼苗叶片含水量降低,渗透调节物质含量增加;通过对不同种源文冠果幼苗抗旱性的综合评价,种源间抗旱性由大到小依次为内蒙乌丹、新疆察县、山西汾阳、河北新华区、辽宁建平、河南陕州区。     

硅提高植物耐旱性研究进展

硅对植物的生长发育及耐旱性有着重要作用,干旱胁迫会引起植物失水,抑制植物光合作用和正 常生长发育、进而降低作物产量,严重威胁粮食安全。虽然硅一直不被认为是植物必需元素,但有许多研究证明, 植物吸收硅后能够缓解各种逆境胁迫。系统总结了硅对干旱胁迫下植物生长发育、光合作用、渗透调节、抗氧 化调节等方面的国内外研究现状。研究表明,外源硅能够促进相关渗透调节物质的合成,缓解干旱引起的渗透 胁迫,还能提高相关抗氧化酶活性和抗氧化物质含量抵御氧化胁迫,从而提高植物耐旱性。但有关硅调控植物 耐旱性,目前在生理层面研究较多,有关硅是通过何种途径调控干旱胁迫下植物渗透物质合成以及各种抗氧化 酶活性的分子机理还不清楚,这方面可作为重点进一步研究。     

ABA合成与植物耐旱性研究

阐述了植物中ABA的生物合成和代谢、ABA在调控植物耐旱性方面的作用,以及ABA合成途径的关键酶,指出了目前该方面研究尚存在的问题。     

顶果木的耐旱性评价

为评价顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)的耐旱性,采取模拟自然极度干旱条件方法,利用盆栽方式,研究顶果木在干旱胁迫期间的生长量、植株体水分分布.结果表明,停止供水后第1～16天的土壤含水量降幅较大,顶果木地径和苗高生长增幅出现明显的下降趋势,地茎生长的降幅尤为明显.干旱胁迫出现在第13天之后,干旱胁迫的临界土壤含水量为20％;结合顶果木苗木生长指标分析,第21天的土壤含水量(12.99％)可能已经达到顶果木的萎蔫系数;顶果木的地上部分对外界的水分环境状况响应速度比地下部分快,顶果木叶片和根系的含水量与土壤含水量之间具有显著相关性,相关系数分别达到0.88和0.91,茎含水量与土壤含水量之间的相关系数达到0.97的极显著水平.     

植物对盐胁迫的反应及其抗盐机理研究进展

本文从植物形态发育、质膜透性、光合和呼吸作用以及能量代谢等方面概述了盐胁迫下植物的生理生化反应,分析了盐害条件下离子胁迫和渗透胁迫作用机理以及植物的耐盐机制:植物小分子物质的积累、离子摄入和区域化、基因表达和大分子蛋白质的合成等,并简要综述了植物抗盐的分子生物学研究进展。     

干旱胁迫对油茶优良无性系渗透调节物质和叶片水分状况的影响

以8个油茶长林系列优良无性系(3号、4号、18号、23号、27号、40号、53号和166号)为试验材料,在自然干旱胁迫下,测定了可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸的含量和叶片相对含水量、自然饱和亏缺的变化.结果表明,随胁迫时间的延长,可溶性糖含量呈现先升高后降低的趋势,游离脯氨酸含量呈现先降低后升高的趋势,可溶性蛋白含量出现双峰情况,叶片相对含水量呈下降趋势,叶片自然饱和亏缺呈上升趋势,各指标变化情况因无性系而异.采用隶属函数法进行综合分析,得出8个油茶无性系的抗旱性顺序为:166号＞23号＞4号＞53号＞40号＞27号＞18号＞3号.     

水分胁迫下甘薯叶片渗透调节物质含量与品种抗旱性的关系

对水分胁迫下甘薯叶片渗透调节物质与品种抗旱性关系的研究结果表明 ,水分胁迫下甘薯不同品种叶片中可溶性糖含量和游离氨基酸总量比对照均明显增加 ,K+ 含量明显下降 ,游离脯氨酸含量有不同程度的增加。叶片中可溶性糖、总游离氨基酸和K+ 的相对值 (占对照 % )与品种抗旱性均呈极显著正相关 (r分别为 0 937、 0 92 3和 0 836 ,P <0 0 1) ,而游离脯氨酸的相对值与品种抗旱性间的相关性不显著 (r=0 2 5 8,P =0 35 3)。因此 ,除游离脯氨酸外 ,其余渗透调节指标均可用于甘薯品种抗旱性的评定。     

京西山区人工林水分参数的研究（Ⅰ）

应用ＰＶ技术研究了京西山区油松、侧柏、白皮松、栓皮栎、元宝枫、刺槐及火炬树等７个树种人工林水分参数ψｗ￣（ｔｌＰ）（膨压为零时的渗透势）、ψｓ￣（ｓａｔ）（饱和含水量时的最大渗透势）及ψｗ（叶水势）的季节变化。研究表明：①在自然条件下，树木叶水势的季节变化主要决定于土壤水分状况的好坏，因而它是反映土壤水分季节变化规律及树木受旱程度的良好指标，②供试树种的水分参数ψｗ￣（ｔｌＰ）和ψｓ￣（ｓａｔ）都有其季节性变化规律，这种变化规律主要与树木的物候特点有关，而与土壤水分状况没有明显的关系，②在一个生长期内，树木展叶和嫩枝生长的春季和夏初，是树木耐旱能力最弱的时期，重点研究这一时期树木的耐旱特点具有十分重要的意义。④在维持膨压的能力方面树种之间的差异是十分明显的，其中针叶树种明显强于阔叶树种。依据ψｗ￣（ｔｌＰ）的年均值来比较树种耐旱能力的大小，其顺序由强至弱为侧柏、白皮松、油松、栓皮栎、元宝枫、火炬树、刺槐，这一结果与野外的实际观察相吻合，也与苗木耐旱性的研究结果基本一致。     

水分胁迫下小麦叶片渗透调节能力与品种抗旱性的关系

研究了5个小麦品种不同生育时期的叶片渗透调节能力，结果表明，小麦叶片渗透调节能力以灌浆盛期最强，拔节期、挑旗期、开花期和灌浆初期叶片渗透调节能力差异不大。小麦叶片渗透调节能力与品种的抗旱指数呈正相关关系，所以可作为筛选小麦抗旱、高产品种的指标，其测定时期以挑旗期和灌浆盛期为宜。     

水分胁迫下高梁叶片的渗透调节

实验结果表明,高粱抗旱品种“3197B”比不抗旱品种“三尺三”在水分胁迫条件下相对含水量随水势下降缓慢,渗透势下降低。在相对含水量为1.0时,3197B渗透势比三尺三低0.3MPa,即3197B渗透调节能力强,水分胁迫期间,3197B膨压变化比三尺三大,表明3197B的细胞壁弹性低于三尺三。     

京西山区人工林水分参数的研究（Ⅱ）

应用ＰＶ技术研究了京西山区油松、侧柏、白皮松、栓皮栎、元宝枫、刺槐及火炬树等７个树种人工林水分参数（膨压）、ε（细胞弹性模量）及ＲＣＶ（细胞体积比）的季节变化及其相互关系，研究表明：（１）膨压与叶水势呈良好的线性关系，但参数α（保持最大膨压）和ｂ（渗透调节能力）因树种不同及季节变化有较大的差异；（２）最大体积弹性模量（ε￣（ｍａｘ））没有明显的季节变化规律，但树种之间的差异是比较明显的，其中侧柏的ε￣（ｍａｘ）值最小，白皮松的ε￣（ｍａｘ）值最大；（３）和ε随ＲＣＶ（细胞体积比）的变化因树种和季节不同而异，在与ＲＣＶ的关系中，油松和侧柏呈“直线型”，白皮松和４种阔叶树种则呈“指数型”．ε与ＲＣＶ的关系却有５种类型，即“山峰型”（如油松、侧柏、元宝枫、栓皮栋等），“Ｓ型”（如白皮松、生长初期的元宝枫）、“指数型”（如刺槐、火炬树及生长初期的栓皮栎）、“对数型”（如生长初期和落叶期的火炬树）及“直线型”（如落叶期的栓皮株和元宝枫）．这些类型是反映树木渗透调节能力大小的重要标志。     

水分胁迫下小麦品种间几类渗透调节物质积累的比较研究

 试验采用10%和15%两种PEG溶液浓度,比较了三个抗旱性不同品种的小麦幼苗在水分胁迫期间可溶性糖、蔗糖、有机酸和氨基酸等渗透调节物质的动态变化和积累差异.结果表明,水分胁迫初期可溶性糖及蔗糖含量下降、然后上升、积累,并且同一品种10%PEG胁迫可溶性糖总量积累高于15%PEG胁迫,蔗糖积累情况相反.糖分积累的程度存在着品种间差异.PEG引起的水分胁迫使科拜和祥云爬地麦的有机酸总量有不同程度降低,云麦29则有不同程度增加.氨基酸总量分析揭示,抗性品种比敏感品种积累更多的氨基酸.试验还观察到,15%PEG胁迫能迅速导致三个品种的Leu+Phe的积累,而10%PEG胁迫的积累情况随品种而异.此外,还比较分析了脯氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺,谷氨酸,异亮氨酸等个别氨基酸在不同品种,不同胁迫以及不同时间进程中的消长变化.水分胁迫引起的溶质积累,在种类,数量和速率方面存在着明显的品种间差异.与干旱敏感品种相比,抗性品种具有更强的渗透调节能力.     

土壤干旱胁迫对野生樱桃李叶片渗透调节物质的影响

以栽培李品种寺田实生和3个不同单株的野生樱桃李（1,2,3）植株为材料,通过田间土壤自然干旱试验,研究了干旱胁迫对4个不同单株叶片渗透调节物质的影响,并探讨了这些生理指标与其抗旱性的关系。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,寺田实生和3个不同单株野生樱桃李叶片的脯氨酸含量、可溶性糖含量和质膜相对透性都在增加,可溶性蛋白含量不断减少;但野生樱桃李不同单株间变化幅度存在差异,其中野生樱桃李2在干旱胁迫第17天,脯氨酸和可溶性糖含量最高,蛋白质和质膜相对透性最稳定,抗旱性最强,而野生樱桃李1和3次之,野生樱桃李的抗旱性依次为野生樱桃李2〉野生樱桃李1〉野生樱桃李3。栽培李寺田实生抗旱性较野生樱桃李弱。     

干旱胁迫下不同水稻品种相关生理生化特性比较

以2个常规杂交稻品种秋优桂99、秋优1025为对照,对2个耐旱杂交稻品种旱优3号、培杂桂旱1号进行盆栽试验,在孕穗期后停止水分供应,进行干旱胁迫,探讨干旱胁迫对不同水稻品种保护酶系、电导率的影响.试验结果表明,干旱胁迫下, 不同水稻品种的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和电导率随着干旱的发生、发展,均呈一致上升趋势,在后期更加明显;随着干旱胁迫程度的加剧,耐旱品种叶片中不同保护酶系均显著高于常规品种,而电导率却低于对照.说明耐旱水稻品种具有较强的酶促抗氧化能力和渗透调节能力,在干旱胁迫下较常规品种具有更强的适应能力.     

猕猴桃叶片水分状况及其与耐旱性的关系

在田间条件下对猕猴桃叶片水分状况及其与环境条件的关系进行了研究。结果表明;猕猴桃叶势每日呈周期性的动态变化,日出前最高,其后迅速下降,在１０：００－１５：００之间维持较稳定的低值状态;１２：３０左右最低;翌日黎明前又恢复最高。     

艾纳香幼苗对夏季干旱胁迫生理响应

以有性繁殖1年龄艾纳香幼苗为研究对象,研究其水分胁迫响应机理,寻求艾纳香生长最佳栽培条件。于2014年5月开始为期4个月四梯度干旱处理试验,对不同水分胁迫下艾纳香生理指标分析。结果表明,对照组艾纳香长势最好;轻度干旱胁迫下,缺水对艾纳香影响不显著,丙二醛含量虽少量增加,但植株最大程度利用有限水分,通过降低叶绿素、可溶性淀粉含量,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量,适当增加抗氧化酶活性,增强根系活力等方式对抗轻度缺水。中度和重度胁迫下,植物细胞受损,丙二醛含量增加,根系活力减弱,植株生长缓慢,艾纳香通过可溶性糖、可溶性淀粉等渗透物质增加维持细胞渗透势平衡,降低水分胁迫造成的细胞受损,通过抗氧化酶清除过氧化氢等有害物质保持细胞活性。中度干旱胁迫下,植株虽可生长,但长势不良;重度胁迫下,艾纳香叶片掉落甚至植株死亡。夏季艾纳香幼苗管理应保证水分供应充足。     

植物抗旱机理研究进展

干旱严重影响了植物的生长发育,从植物形态结构、渗透调节性物质、脱水保护、代谢调整及抗旱基因的克隆等几个方面,较为全面地探讨了植物抗旱、耐旱的机制及研究进展。