植物抗旱机理研究进展

干旱严重影响植物的生长发育,从在干旱胁迫下,植物的根系结构;叶片的组织含水量、叶绿素及类胡萝卜素含量变化;渗透势和参与渗透调节的脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)、脱落酸(ABA)及甜菜碱活性和含量的变化;抗旱调节和功能蛋白的产生和作用及抗旱基因工程等方面,探讨了植物抗旱的机制及研究进展.     

持续干旱胁迫及复水对橡胶树渗透调节能力的影响

干旱胁迫是影响植物生长发育的重要因子。为了研究橡胶树的抗旱能力及其抗旱机制,以橡胶树为供试材料,通过盆栽试验,在温室条件下研究自然干旱胁迫和复水处理对橡胶树叶片渗透调节物质及细胞膜透性的影响。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长,相对电导率、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量都呈现上升的趋势;复水处理后,相对电导率与可溶性蛋白含量均能恢复至对照水平;游离脯氨酸含量与可溶性糖含量呈下降趋势,但高于对照水平。综合各指标变化情况,说明橡胶树有着较强的抗旱和恢复能力。     

干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响

为探讨甘蔗桂热2号（GR2）对干旱胁迫及外源脱落酸（ABA）的响应机制,以ROC22（抗旱性强）为对照（CK）,采用自然干旱的方式,分析GR2在干旱胁迫不同天数时生理指标的变化特点。结果表明,GR2在干旱胁迫下叶片内源激素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量显著提高。与CK相比,GR2在胁迫前期（0~5d）可溶性蛋白和可溶性糖含量增幅相对较大,丙二醛含量相对稳定,胁迫中期（7~9d）ABA、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅相对较大。外源ABA处理能增强GR2内源激素含量的积累能力,提高其抗氧化酶SOD、APX及过氧化物酶活性,有效缓解渗透物质的积累,使其含量处于较低水平。综合表明,GR2是一个抗旱性较强的品种,外源ABA能提高其抗旱能力。     

PEG模拟干旱胁迫对高粱幼苗生理特性的影响

选用两个甜高粱和一个粒用高粱品种：‘高粱蔗’、‘四丽美’和‘河农16’,利用PEG6000对供试品种进行干旱胁迫处理,测定这3个品种不同处理时间和浓度的保护酶系活力和渗透调节物质（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）酶活力、可溶性糖含量）的变化,并进行抗旱性分析,结果表明：胁迫处理下这3个品种的SOD、CAT、POD酶活力和可溶性糖含量均表现为‘高粱蔗’最高,‘四丽美’次之,‘河农16’最低,即‘高粱蔗’抗旱性最强,‘河农16’最差;不同品种类型之间保护酶系活力和渗透调节物质变化不同,抗旱能力存在差异,即甜高粱品种的抗旱能力强于普通粒用高粱品种。     

植物干旱响应生理对策研究进展

干旱是影响植物生长的重要环境因素之一。植物在干旱胁迫下的响应策略一直是抗旱生理的研究热点。本研究综述了干旱胁迫下植物抗旱基因转录调控、渗透调节、活性氧清除、保护蛋白以及形态结构等方面的响应机制,并对未来植物抗旱研究提出了几点建议：结合转录组学、蛋白质组学等手段挖掘机理;加强干旱与其他环境因子复合胁迫效应对植物生长发育影响的研究。     

干旱处理迫对花生品种叶片保护酶活性和渗透物质含量的影响

以花育22和花育25为试验材料,利用防雨棚池栽人工模拟干旱胁迫逆境试验,调查苗期、花针期和结荚期水分胁迫对花生叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和保护酶活性的影响。结果表明,干旱处理初期,两品种抗氧化系统和渗透调节物质各成分的反应并不完全一致,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性蛋白质(Pr)、游离氨基酸(AA)、脯氨酸含量(Pro)显著升高,但随干旱处理进行,其活性明显降低,保护酶活性与渗透调节物质降低时间基本同步,POD活性对水分胁迫的响应较弱, 丙二醛(MDA)含量显著升高,随干旱处理历时延长,含量降低,其降低时间滞后于保护酶活性,花育22 MDA含量高于花育25;各生育期干旱处理结束后,SOD、CAT、Pr、AA、Pro含量明显升高,且在水分敏感的花针期升幅均较大;苗期干旱对生育后期保护酶及渗透调节能力的影响较小; SOD和CAT是花生适应抗旱胁迫的主要抗氧化酶,各渗透调节物质调节能力表现为可溶性蛋白质>可溶性糖>游离氨基酸>脯氨酸;花育25抗旱适应能力较强。     

水分胁迫对抗旱性不同的冬小麦品种叶片蛋白质影响的比较

选用两种抗旱性不同的冬小麦－太原６３３（抗旱）和Ｃ６０９（干旱敏感），研究了水分胁迫条件下植物蛋白质代射变化的规律及与植物抗旱性的关系。双向电泳结果表明，－２．０ＭＰａ ＰＥＧ－６０００水分胁迫引起了两品种冬小麦叶片蛋白质变化的明显差异。抗旱品种在水分胁迫时蛋白质代射变化的时间顺序。干旱诱导的蛋白质的变化包括干旱诱导蛋白及蛋白质含量的在复水后均可迅速恢复；蛋白质转录抑制剂－放线菌素Ｄ可抑制干旱诱导     

茶树干旱胁迫研究进展

综述了在茶树干旱胁迫时内源激素ABA、IAA积累的速度与干旱胁迫程度（干旱时间、土壤水势）的关系以及保护性酶SOD活性呈现出的“先升后降”的规律,而POD活性则呈现出“先快后慢”的趋势;渗透调节物质脯氨酸,无机元素铁、锰、铜、锌含量随干旱胁迫而变化的研究结果。为抗旱性茶树品种的选育和提高茶树抗旱的栽培技术的研究提供理论依据。     

不同生育时期干旱胁迫对马铃薯生理生化指标的影响

研究不同生育时期干旱胁迫下马铃薯相关生理生化指标的变化,以期探讨干旱胁迫下马铃薯抗旱的生理机制。选取生产上推广的‘冀张薯8号’和‘夏波蒂’两个马铃薯品种,在旱棚内分区栽培。不同生育时期进行干旱处理,测定马铃薯超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）的含量变化。结果表明,各生育时期干旱胁迫下,马铃薯MDA、Pro含量均增加,而SOD活性下降。花期干旱胁迫对马铃薯的生理生化指标影响最大;抗性强的品种MDA、脯氨酸含量增加的幅度较小,SOD的活力较高,而抗旱性弱的品种则相反。抗旱性强的品种在生理生化指标上具有抗旱的调节机制。     

干旱胁迫下4种人参属植物抗性生理指标的比较

从生理机制上了解人参属植物抗旱性的重要内容,为其区域化种植和栽培管理提供科学的参考依据。以人参属4种植物三七（Panax notoginseng）、屏边三七（Panax stipuleanatus）、珠子参（Panax japonicus var.major）和越南人参（Panax vietnamensis）为试验材料,采用盆栽试验和自然耗水的方法,获得4个土壤水分梯度,测定叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性以及丙二醛（MDA）含量,对4种人参属植物的抗旱适应性进行初步评价。结果表明,干旱胁迫后,4种人参属植物叶片叶绿素含量均升高,且明显高于对照,干旱对这4种人参属植物叶片叶绿素的合成并未产生抑制作用;4种人参属植物的SOD活性均明显高于对照,其中珠子参和越南人参的SOD活性增加幅度较大;在重度干旱（RWC 45%~55%）时,与对照相比珠子参的POD活性升高,增加幅度为21.16%,其余3个品种均降低,其中越南人参的POD活性降低幅度最小;与对照相比,珠子参和越南人参的MDA含量均降低,变化幅度较小。综合以上分析,供试的4种人参属植物中珠子参和越南人参的抗旱能力较强。珠子参和越南人参在干旱胁迫下的SOD和POD活性升高或降幅较小,MDA的含量相对稳定,这些指标对其抗旱性贡献较大,可将其作为抗旱指标。     

甘蓝型油菜抗旱性鉴定研究进展

甘蓝型油菜抗旱育种的最终目的是培育干旱条件下节水、高产的新品种。笔者通过形态及生长发育指标、生理生化指标(光合作用、渗透调节、抗氧化酶活性、内源激素、水分利用率等)、产量和品质指标、综合评价指标等对油菜抗旱性鉴定研究进行了回顾式分析,认为水分胁迫对油菜不同时期形态及生长发育具有重要影响。通过回顾式研究,对甘蓝型油菜抗旱性鉴定研究的现存问题进行分析,并对相关指标与技术展开讨论,以期为油菜抗旱性研究和生产提供参考。同时甘蓝型油菜抗旱性分子机制的阐明必然将油菜抗旱育种研究带入一个崭新的阶段。     

植物抗旱研究工作中的问题与方法初探*

干旱是最常见的环境胁迫之一。在我国，尤其是北方，干旱是农业生产最严重的限制因素。多年来抗旱机理的研究也研究的热点之一，各种抗旱的形态生理指标被提出来，但至今对植物抗旱机理的认识并不深入，提出的抗旱指标也在实际运用中效果并不理想。本文对植物抗旱机理研究中的一些问题阐述了自己的观点。     

干旱胁迫下茉莉酸甲酯对水稻叶片质膜透性及无机离子含量的影响

茉莉酸甲酯(MeJA)是植物体内一种具有应答外界刺激,传导逆境信号及启动抗逆基因的天然生理活性物质,提高作物的抗旱性是MeJA的重要生理功能之一。研究了干旱胁迫下施用不同浓度(250,2.5,0.25μmol/L)MeJA对水稻幼苗的生理调控作用。结果表明,干旱处理后水稻叶片水势和叶绿素含量显著下降,叶片MDA含量、电导率及无机离子(K+,Ca2+,Mg2+)含量均显著上升,而喷施不同浓度的MeJA则显著提高叶片水势和叶绿素含量,降低质膜透性和叶片无机离子含量,从而增强水稻幼苗的抗旱性。以0.25μmol/L MeJA处理抗旱效果最好,2.5μmol/L次之,然后是250μmol/L。     

不同抗旱性花生品种根系形态及生理特性

以12个花生品种为试验材料, 在人工控水条件下, 通过苗期及结荚期干旱试验, 对比分析花生品种苗期根系性状与抗旱性的关系。结果表明, 花生苗期与结荚期抗旱性基本一致。利用产量抗旱系数可把12个花生品种的抗旱性划分为强、中、弱3级, 抗旱性强的品种为A596、山花11和如皋西洋生, 中度抗旱品种为花育20、农大818、海花1号、山花9号和79266, 抗旱性弱的品种有ICG6848、白沙1016、花17和蓬莱一窝猴。山花11可作为花生强抗旱性鉴定的标准品种, 79266可作为花生弱抗旱性鉴定的标准品种。山花9号、山花11、花育20的根系抗旱机制为较大的根量及根系吸收能力, 而A596、如皋西洋生、农大818、山花11为较强的根系抗氧化能力及膜稳定性。相关分析表明, 苗期重度干旱胁迫下的单株根系干重、体积、总吸收面积、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量与品种抗旱系数的相关性达极显著水平, 对照与重度干旱胁迫下的以上性状呈极显著正相关。因此, 在花生出苗后10 d进行40%土壤相对含水量的干旱胁迫, 持续胁迫至出苗24 d的单株根系干重、体积、总吸收面积、根尖SOD活性和MDA含量可鉴定花生品种的根系抗旱能力, 正常水分下的性状值也能反映根系性状的抗旱级别。山花11可作为花生根系形态及生理优异抗旱性状鉴定的标准品种。     

水稻干旱诱导型启动子的研究进展

目前在水稻转基因技术中使用的启动子多为组成型启动子,其表达不受植物体内外环境变化的影响,逆境诱导型启动子能够响应于逆境变化而灵活调控转录,因此比组成型启动子更适合控制抗逆基因的表达。筛选一定数量有实际应用价值的干旱诱导型启动子,有利于推动植物转基因技术的发展,满足抗性品种培育的实际需求,也有助于深入了解干旱等逆境条件对植物生长、发育的影响及植物对胁迫的响应机制。本综述结合目前的研究现状,对水稻干旱诱导型启动子的来源、上游元件特点和研究方法进行介绍,为水稻诱导型启动子的筛选、应用和胁迫响应研究提供参考。     

夏玉米的干旱适应性及其生理机制的研究

1987～1988年,分别在大田和遮雨塑料棚条件下,测定并分析了三个抗性不同的夏玉米杂交种与干旱适应性有关的一些生理特性.结果表明,夏玉米杂交种受旱后,对干旱均表现出了程度不同的适应性;高抗杂交种以较强的根系活力、气孔调节能力和广泛的水分适应性体现其抗旱性,在耐旱性上则主要表现为受害后叶绿素含量较稳定,膜损伤小,游离脯氨酸积累量大.二者综合作用的结果、使其抗旱系数大,经济产量高.此外,还对夏玉米抗旱机理以及气孔扩散阻力、游离脯氨酸积累与抗旱性的关系进行了初步探讨.     

硅提高黄瓜幼苗抗旱性的研究

本文研究了硅对不同水分处理条件下黄瓜幼苗的叶片含水量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、可溶性蛋白含量及可溶性糖含量的影响。研究结果表明：在充分供水条件下,供硅提高了黄瓜幼苗的叶片含水量、POD活性、SOD活性和CAT活性;在水分胁迫条件下,供硅提高了可溶性蛋白含量、POD活性、SOD活性和CAT活性,降低了含水量。说明硅可能是通过参与植物体内的生理代谢活动提高了黄瓜幼苗的抗旱性。     

Postharvest salicylic acid treatment reduces storage rots in water-stressed but not unstressed sugarbeet roots

Exogenous application of salicylic acid (SA) reduces storage rots in a number of postharvest crops. SA's ability to protect sugarbeet (Beta vulgaris L.) taproots from common storage rot pathogens, however, is unknown. To determine the potential of SA to reduce storage losses caused by three common causal organisms of sugarbeet storage rot, freshly harvested roots were treated with 0.01, 0.1, 1.0 or 10 mM SA, inoculated with Botrytis cinerea, Penicillium claviforme, or Phoma betae, and evaluated for the severity of rot symptoms after incubation at 20 °C and 90% relative humidity. Roots were obtained from plants that received sufficient water or were water-stressed prior to harvest. Roots from water-stressed plants were included since water-stress increases sugarbeet root susceptibility to storage rot and SA mitigates drought effects in other plant species. SA at concentrations of 0.01–10 mM had no effect on the severity of storage rot caused by B. cinerea, P. claviforme, or P. betae in roots from plants that received sufficient water prior to harvest. However, SA at these same concentrations reduced the severity of rot symptoms for all three pathogens in roots from plants that were water stressed before harvest. For water-stressed roots, all concentrations of SA produced statistically equivalent reductions in the weight of rotted tissue for each pathogen, and on average, SA reduced rot severity due to B. cinerea, P. claviforme, and P. betae by 54, 45, and 58%, respectively. SA reduced rot from all three pathogens by reducing lesion size, but did not affect the incidence of infection. The ability of SA to reduce rot severity in water-stressed roots, but not in roots that received sufficient water before harvest suggests that SA alleviated the negative impact of water stress but did not directly protect sugarbeet roots against storage rots.     

冬小麦抗旱性鉴定指标的研究

研究了小麦抗旱性鉴定的部分产量指标、形态指标和生理指标。通过对４个产量指标分析，确认抗旱指数优于抗旱系数，干旱敏感指数和产量因素降低指数，抗旱指数既能反映品种的抗旱性能，又能体现品种在旱地条件下的产量水平，可作为小麦杂种稳定世代鉴定抗旱性的可靠指标。     

花生抗旱性鉴定评价指标的研究

为了筛选花生抗旱性鉴定评价指标,构建评价体系,利用177个株系组成的花生重组自交系群体为研究对象,连续2年在充分灌溉和干旱胁迫条件下种植,收获考种后分析了22个表型性状、2个生理指标与抗旱系数间的相关关系。结果表明：总分枝数、结果枝数、结果节数、单株果数、百仁质量这5个表型性状的干旱胁迫指数以及叶绿素含量、冠层温度2个生理指标的抗旱性综合评价值均与抗旱系数有显著相关关系,这7个性状可作为判定花生抗旱性的评价指标。以抗旱系数≥1．1为标准,筛选到3个抗旱株系,即L19、L121和L146。