植物抗旱生理研究概述

本文介绍了近年来植物抗旱生理研究进展。其内容包括渗透调节作用，在干旱条件下生物膜结构的变化和膜脂过氧化、干旱诱导蛋白的研究和作物生理生态及抗旱节水增产。     

高粱抗旱研究综述

从抗旱性鉴定、抗旱机理和抗旱分子水平3个方面,综述了高粱抗旱种质筛选、干旱胁迫下高粱形态和生理响应和抗旱分子水平研究,并对高粱抗旱育种进行了展望。     

植物抗旱生理生化机理研究概况

简述干旱对植物造成的伤害和植物应对干旱的生理生化机制方面的研究概况。研究人员对植物抗旱的渗透调节、膜修复、自由基清除、胁迫蛋白的产生等机理研究已比较深入。从"植物生长发育受到抑制,植物光合作用受到抑制,植物体内有害物质积累"3个方面阐述了干旱对植物造成伤害的机理;从"植物抗旱相关物质(渗透调节物质与植物的抗旱性,抗氧化保护性物质与植物的抗旱性,植物生长调节剂类物质与植物的抗旱性);植物形态结构与植物的抗旱性"几个方面阐述了植物抗旱的机理。     

三种三叶草抗旱性分析

通过温室盆栽控水实验,研究3种三叶草的抗旱生理指标。结果表明,随着干旱处理时间的延长,干旱程度加剧,3种三叶草都表现出土壤含水量下降、叶绿素含量下降和叶片含水量均下降、电导率增加、游离脯氨酸含量增加等特点,并应用隶属函数法对3种三叶草的抗旱能力进行了综合比较。结果表明:野生白三叶进口白三叶瑞文德野生红三叶。     

不同基因型谷子对干旱胁迫的调控机制

[目的]对不同基因型谷子在干旱胁迫下的生理指标及差异基因的转录水平进行综合评价,以深入认知谷子的抗旱调控机制,为选择谷子抗旱种质资源提供理论依据.[方法]供试材料为7个基因型谷子品种(系),测定干旱胁迫前后不同基因型谷子茎部脯氨酸、丙二醛和可溶性糖3种渗透调节物质含量和过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶3种抗氧化酶...     

越南龙安省野生柚类资源抗旱性初步评价

柑橘砧木能够多方面影响嫁接后柑橘品种的生长情况及抗逆性,包括柑橘的品质与产量,植株对环境适应性、接穗生长势等。研究选取越南龙安省的21种野生柚类品种,在设施大棚控水条件下,研究了干旱胁迫下不同柚类品种的生长情况和生理指标变化,并与抗旱砧木品种Carrizo枳橙对比,筛选抗旱能力较强的品种。研究结果表明:干旱条件下,供试21种野生柚类品种的生理指标变化大致相同,淀粉含量转化下降;可溶性糖的总含量、叶片脯氨酸含量升高;树高增长缓慢。筛选出抗旱性较强的Thanh Tra柚、Dong Nai酸柚、Do-2柚和Do-1柚等4个野生品种,可作为抗旱砧木。     

不同水分胁迫下转W16小麦回交株系基因表达特性及其抗旱机制

干旱应答元件结合蛋白(DREB)转录因子调控植物抗逆相关功能基因的表达,对提高植物抗逆境胁迫具有重要作用.本研究采用盆栽法在小麦(Tritium aestivum)拔节至抽穗期进行不同水分胁迫条件下,分析了野生型和转基因小麦回交株系转录因子基因W16的表达特点,并对其抗旱性的生理生化指标进行了测定.半定量RT-PCR结果表明:野生型在无干旱胁迫时,W16有微弱表达,随胁迫增强,表达上调,当表达量达到峰值后(12 h),随胁迫的加剧,表达量迅速下降,呈现“上升-峰值-下降”特点,而整个干旱胁迫过程中转基因植株W16在Ubiquitin启动子作用下表达恒定且表达水平较高;抗旱性生理生化机制分析表明:不同水分胁迫条件下,转基因株系的叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、水分利用效率的变化均高于受体对照,尤其在重度干旱(SD)胁迫下的差异更显著.产量结果显示,在各水分条件下转基因株系产量都高于受体对照,其抗旱指数属于较强抗旱等级.研究结果说明了转基因小麦回交株系中W16的超表达,改良了转基因小麦抗旱性的生理生化特性,提高了转基因小麦的抗旱性能.为抗旱转基因小麦品种选育提供理论和方法参考.     

北苍术对持续干旱的生理和转录组响应分析

为了探究北苍术响应干旱胁迫的生理和分子机制，本试验采用穴盘育苗法，分析持续自然干旱3～18 d北苍术响应干旱胁迫的生理特征；利用高通量转录组测序技术，分析干旱胁迫下北苍术的分子响应特征。结果表明，持续干旱6 d起，北苍术植株相对含水量极显著低于对照，可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量、抗氧化酶活性均显著或极显著高于对照；复水15 d时，北苍术过氧化氢酶（CAT）活性和植株相对含水量恢复到与对照无显著差异，但其他指标均仍极显著高于对照。主成分分析结果表明，可溶性糖和总蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）和CAT活性可较好地反应北苍术的抗旱能力，干旱胁迫下北苍术隶属函数综合评价D值为0.765～0.865。转录组分析共获得14 538个差异表达基因（DEGs）,GO功能注释最多的Unigene与细胞组分相关，KEGG分类中注释最多的Unigene是糖代谢；注释到萜类与聚酮类代谢途径的Unigene共71条，其中12条编码倍半萜和三萜类生物合成途径中的7个关键酶。综合分析可知，干旱胁迫影响北苍术相关功能基因表达，进而影响其生理特征。本试验为北苍术的抗旱机理和主要活性成分生物合成途径研究提供了参考。     

普通菜豆种质资源苗期抗旱性综合评价

我国普通菜豆的主产区主要分布在干旱、半干旱地区。干旱是影响其生长的主要因素之一。为了筛选抗旱种质资源以及建立抗旱性评价方法,以50份来源不同的普通菜豆品种为材料,采用盆栽法,设正常供水和干旱胁迫2种处理,在干旱胁迫12 d和复水3 d后分别取样测定各项形态和生理指标;采用干旱胁迫和复水后两者的抗旱度量值(D值)、聚类分析和逐步回归方程以及通径分析相结合的方法,对普通菜豆进行苗期的抗旱鉴定及抗旱指标的筛选。结果表明,干旱12 d后超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性,复水3 d后相对叶绿素含量、相对含水量与各自D值显著相关,两处理的丙二醛(MDA)含量与各自D值极显著相关。根据各自D值进行聚类分析,将50份供试材料进行抗旱级别分类,两处理分类结果的一致率达到40%,邻级率为60%,未出现跨级材料;综合两处理的分类结果进一步细分,可分为高抗、中高抗、中抗、中低抗和低抗5个抗旱级别,其中高抗材料10份、中高抗材料25份、中抗材料7份、中低抗材料6份、低抗材料2份。综上所述,普通菜豆苗期干旱胁迫和复水后的D值相互判定的方法可提高鉴定结果的可靠性;干旱胁迫下的SOD活性、POD活性、MDA含量和复水后的相对叶绿素含量、相对含水量、MDA含量可作为普通菜豆苗期抗旱性鉴定的指标,尤其是两者的MDA含量可直接用于普通菜豆资源的抗旱性鉴定。本研究为简化鉴定筛选工作提供了方法和理论依据。     

大叶榉‘恨天高’对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

以大叶榉新品种‘恨天高’及普通大叶榉的幼苗为供试材料,采用盆栽控水人工模拟轻度、中度和重度干旱胁迫环境的方法,研究了供试材料对不同程度干旱胁迫的生理响应,筛选出了适合评价大叶榉的抗旱性生理指标,并结合隶属函数值对供试材料的抗旱性进行了综合评价。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,2种供试材料的Rec、MDA含量、WSD和Pro含量呈持续上升趋势,2种供试材料的POD活性、SOD活性和Chl含量随着干旱胁迫程度的加深,呈现先上升后下降的"抛物线"趋势;(2)‘恨天高’其SS含量随着干旱胁迫的加剧而逐渐升高,但普通大叶榉其SS含量呈先上升后下降的趋势;(3)Rec、MDA、WSD、Pro和POD这5个生理指标的含量变化与大叶榉的抗旱性密切相关,可以作为大叶榉抗旱性评价指标;通过对大叶榉的8项抗旱生理指标的隶属函数值进行计算,以及与主成分分析结果对各指标进行合成的综合指数表明‘恨天高’(0.58)的抗旱性稍强于普通大叶榉(0.56);(4)‘恨天高’其抗旱能力与侧柏等景观绿化树种相当,从抗旱性来看符合城市景观绿化及高速公路绿化的应用要求。     

提高人工植被培育中土壤抗旱性的综合措施

干旱条件下培育人工植被,采取适当的抗旱措施是必不可少的,其中作为植物生长发育所需水分、营养的载体,土壤是显著的可调控对象,对其合理处置与抗旱有着密切的关系。以土蓄水、抑制蒸发、改良土壤、培肥地力等有利于对有限水分的利用。提高土壤抗旱性的综合措施包括土壤耕作、土壤培肥、土壤覆盖、防止水分深层渗漏等方面。在气候暖化的背景下,为增强土壤抗旱措施的效果,提高其技术水平,分析了与蓄水、保水、集水以及用水有关的土壤抗旱方式及其特点。在综合述评的基础上,还讨论了土壤抗旱措施的技术应用问题和需要研究的主要方面。     

3树种抗旱性的综合评价及其抗旱指标的选取

对红柳、侧柏、合头草的9个抗旱指标进行了测定,并运用隶属函数值法对三种树种抗旱性进行综合分析。结果表明,3树种抗旱性大小顺序依次为:红柳>侧柏>合头草。运用灰色关联分析法,对3树种的抗旱性与9个抗旱指标的相关性进行了分析。关联度分析结果表明:叶绿素含量、叶水势、叶片相对含水量以及电导率可作为3树种重要的抗旱评价指标。     

水稻近等基因导入系芽期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

为筛选水稻抗旱性鉴定指标并科学鉴定水稻抗旱性,本研究以蒸馏水为对照,采用质量体积比为5%、10%、15%、20% 的PEG-6000溶液处理6份川香29B近等基因导入系进行芽期抗旱鉴定,研究模拟干旱对水稻育种材料芽期种子萌发的影响,并探讨芽期抗旱性鉴定指标及筛选抗旱材料。结果表明,轻度水分胁迫对种子发芽抑制作用较小,部分材料表现出促进效应;重度水分胁迫对种子发芽抑制作用明显;对发芽势抑制作用强于发芽率,根长、根干重、剩余种子干重、根芽比在水分胁迫下表现出增长效应,水分胁迫对种子萌发过程中芽的抑制作用强于根,并阻碍了物质的转运利用。相关性分析表明,储藏物质转化率抗旱系数与发芽指数抗旱系数等8个指标呈显著或极显著相关,总体而言,芽长抗旱系数与其他指标抗旱系数相关性强于根长抗旱系数。应用隶属函数法进行抗旱性综合评价,5818(川香29B/ASOMINORI//29B///29B)、川香29B、5819(川香29B/ASOMINDRI//29B///29B)(分别记作C2、C6、C3)综合D值排前三名,综合评价抗旱性较强。在20% PEG-6000溶液处理下,将D值与各指标抗旱系数进行相关性分析,活力指数抗旱系数、根长抗旱系数、储藏物质转化率抗旱系数与D值相关系数分别为0.84、0.78、0.85。综上,储藏物质转化率抗旱系数、活力指数抗旱系数与多数指标抗旱系数显著相关,且与D值显著正相关,储藏物质转化率可作为芽期抗旱性鉴定一级指标,活力指数和D值可作为鉴定二级指标,应用于水稻材料、品种等于芽期进行快速、准确抗旱性鉴定。应用隶属函数法筛选得到抗旱性较强的材料为C2、C6、C3,可进一步应用于抗旱育种,以选育抗旱性品种,并进一步开展抗旱研究。     

高粱品种资源研究(2)——高粱品种的抗旱性与叶片抗热性及保水能力的关系

本文主要研究了高梁品种的抗旱性与抗热性及保水力的关系.结果表明,抗热性与保水率呈极显著正相关.抗旱性强的品种,抗热性与保水能力均强.而抗旱性弱的品种抗热性与保水力显著下降.所以,品种的抗旱性是该品种抗高温伤害能力与抗脱水能力相结合的一种特征.     

宁夏六盘山10种木本植物抗旱性研究

2005年7—8月在宁夏六盘山南侧的香水河小流域（半湿润地区）和北侧的叠叠沟小流域（半干旱地区）,应用PV技术测定辽东栎（Quercus liaotungensis）、少脉椴（Tilia paucicostata）、白桦（Betula platyphylla）、红桦（Betula albo-sinensis）、糙皮桦（Betula utilis）、华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）、华山松（Pinus armandii）、山杨（Populus davidi-ana）、山桃（Prunus davidiana）和沙棘（Hippophae rhamnoides）10种木本植物的多个水分参数,并对这10种木本植物的抗旱性进行综合评定。结果表明：在测定期内,用不同的水分参数比较这10种木本植物的抗旱性大小排序存在一定的差异;采用Fuzzy函数方法综合评定植物的抗旱性研究表明,香水河小流域内7种木本植物的抗旱能力由强到弱为：少脉椴、华山松、辽东栎、华北落叶松、白桦、红桦、糙皮桦;叠叠沟小流域内4种木本植物的抗旱能力由强到弱为：华北落叶松、山桃、沙棘、山杨,其与束缚水/自由水的单指标评价结果相近,说明树种的自身贮水调节能力对抗旱性评价具有重要作用。2种不同水分条件地域内华北落叶松的抗旱能力明显不同,叠叠沟小流域华北落叶松的抗旱能力比香水河小流域强,说明同一树种在干旱条件下通过长期适应会提高抗旱能力。     

旱涝交替胁迫增强水稻抗倒伏性能

茎倒伏是水稻减产的重要影响因素。本文采用小区试验,分析了旱涝交替胁迫下旱后浅蓄（T1）、旱后深蓄（T2）与目前常用的浅水勤灌（CK,对照）模式下,水稻茎秆生长指标和抗倒伏指标的差异,并结合水稻茎秆的细观特征,对水稻抗倒伏能力的影响机制进行了探讨。结果表明,与对照相比,适宜的旱涝交替胁迫处理（T1）基部节间长度降低,茎粗、茎杆截面面积增加,但差异不显著;茎杆的抗弯截面模量和累积破坏能量分别增加12.4%和9.4%,差异达到显著水平;茎杆壁厚、维管束数量、维管束面积增加,维管束细胞趋于密实,使得茎杆的抗折力增加,倒伏指数下降。但旱后淹水深度过深（T2）,水稻抗倒伏指标下降。地上部分鲜重增加是 T2处理倒伏指数增加的主要原因。上述情况表明,适宜的干旱胁迫能够拮抗淹水胁迫造成的抗倒伏能力下降,提高后期抗倒伏能力。现有节水模式下适当加大雨后蓄水深度不会增加倒伏风险。     

不同玉米自交系的抗旱力与超弱发光关系的研究

本研究利用单光子分析法 ,对不同玉米自交系干种子和萌发种子的超弱发光值进行了测定 ,比较和分析了干旱胁迫 (PEG处理 )和非干旱胁迫 (水处理 )下 ,萌发时期玉米自交系种子的超弱发光规律与抗旱性的关系。结果表明 ,各玉米自交系干种子的超弱发光与其抗旱性相关不大 ;而在干旱胁迫和非干旱胁迫下 ,不同萌发时间的玉米自交系种子的超弱发光值存在明显差异。干旱胁迫使萌发种子的超弱发光值低于正常值 ,而不同基因型的超弱发光曲线在干旱和水处理条件下的拟合程度和发光衰减的起始时间不同 ,即抗旱自交系的曲线拟合程度高 ,发光衰减的起始时间较迟 ;非耐旱性自交系两处理曲线偏差较大 ,发光衰减的起始时间较早。我们认为 ,种子在萌动过程中 ,在干旱胁迫和正常水处理条件下发光曲线的拟合程度和发光衰减的起始时间可以作为鉴定品种抗旱性强弱的指标。     

应用同位素进行水稻抗旱性鉴定的探讨

应用32P、86Rb同位素示踪技术,在聚乙二醇高渗液模拟土壤干旱及不同水分条件下,研究水稻品种抗旱能力的差异。结果表明,不同品种水稻对磷、钾(以86Rb代K)的需求不同,在吸收和累积磷、钾的能力上,品种间存在明显差异。经水分胁迫处理,水稻吸收磷、钾的数量明显减少,其减少程度与品种的抗旱能力有密切关系,抗旱性能愈强,吸收32P、86Rb的水旱差异愈小。利用不同品种植株叶片放射性活度的旱水比值差异,可以鉴定水稻品种的抗旱性。     

黄土高原主要能源林植物水分生理指标及抗旱力的研究

本文对9种黄土高原能源林植物的水分生理指标及其抗旱能力进行了测定研究,并用主分量分析、聚类分析等方法,对测试树种进行了分类及抗旱性排序,结果表明,耐旱能源植物具有水势低、束缚水自由水含量比值大,蒸腾强度低以及叶片持水力强等特征,其中沙棘、沙柳、山杏、柠条和沙打旺具有较强的抗旱能力,是适应性较强的能源林植物。