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。     

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。     

不同抗旱性绿豆突变体的抗旱生理特性

对抗旱性不同的4个绿豆材料〔包括3个突变体172-3(高抗)、159-1(中抗)、145-1(弱抗)和原材料中绿2号(不抗)〕在不同生育期不同程度水分胁迫下的抗旱生理特性进行了研究。发现随着水分胁迫的加剧,抗旱性强的突变体其脯氨酸(proline,Pro)积累量加大,膜透性损伤程度变小,MDA含量增加幅度小,SOD活性明显高于抗性低的品种,表明这些生理特性与绿豆的抗旱性有关。     

水分胁迫对不同抗旱型花生生长发育及生理特性的影响

以抗旱型及敏感型花生作试材，研究了水分胁迫对花生生长发育及生理特性的影响，结果表明：水分胁迫使花生营养生长及干物质积累速度降低，根系吸收面积及叶片光合强度下降，叶片中叶绿素及脯氨酸含量提高；两种类型花生对生长的反应小于对生理代谢的反应。     

叶面喷施Zn、B、Mn肥对兰州百合叶片抗旱生理指标的影响

在陇中半干旱区坡耕地大田栽培条件下,以兰州百合为试验材料,研究了叶面喷施不同浓度Zn、B、Mn肥对其叶片抗旱生理指标的影响.试验结果表明,在兰州百合的营养生长期,叶面喷施100～300 mg/L浓度的Zn、B、Mn肥,对兰州百合叶片丙二醛(MDA)含量的降低,脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量的积累和过氧化氢酶(CAT)活性的提高都有比较显著的效果.喷施浓度为300 mg/L的Zn肥处理时MDA含量出现最小值,较对照降低了10.24%;可溶性糖含量呈现最大值,较对照增加了7.37%.喷施浓度为300 ms/L的B肥处理时CAT活性较对照增加了2.78%.喷施浓度为300 mg/L的Mn肥处理时Pro含量较对照增加了23.61%.     

植物抗旱的分子机制研究

干旱是影响植物生长发育最主要的逆境因子。植物在水分胁迫下会引起一系列分子反应和信号传递，干旱胁迫诱导基因表达一些重要的功能蛋白和调节蛋白以保护细胞不受水分胁迫的伤害，目前已研究证实相关蛋白有跨膜运输蛋白（水通道蛋白、ATP酶等）、水分胁迫调节剂（K^ 、Na^ 、蔗糖、脯氨酸、甜菜碱等）、运输或合成相关的酶、Lea蛋白、抗氧化作用相关的酶（SOD、CAT等）、水分胁迫蛋白、调控蛋白（蛋白激酶、转录因子）等。干旱胁迫诱导基因的活化至少涉及4条途径：植物细胞可能通过膨压变化或膜受体的构象变化感知水分胁迫，将胞外信号转为胞内信号，从而触发相应的信号途径，并可导致第二信使（Ca^2 、IP3等）生成，在这原始信号被逐级传递放大的过程中，其中2条传递途径是依赖ABA的，另外2条传递途径是不依赖ABA的。通过基因表达调控已分析鉴定出一些水分胁迫有关的顺式作用元件（ABRE、DRE、Myc等）和转录因子（bzip、DREBP、MYC／MYB等）。     

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。     

固原县抗旱造林技术措施试验研究

作者通过对固原县东部黄土丘陵区抗旱造林技术措施的试验研究,初步总结出以下抗旱造林技术措施:1.选择抗旱树种;2.提前整地;3.地膜造林;4.截干造林;5.浸水蘸浆;6.保根保湿;7.秋季造林等,从而为宁南干旱、半干旱黄土丘陵区提高造林成活率提供了科学依据。     

植物抗旱耐盐基因的研究进展

近几年许多与植物抗旱耐盐相关基因被克隆和分析,同时通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,能显著提高转基因植物的抗旱耐盐能力。这些基因主要包括渗透调节基因、蛋白类基因（如信号传导中的蛋白激酶基因）及转录因子等。在逆境条件下,渗透调节基因通过合成脯氨酸、甜菜碱、糖类和多胺类等渗透调节物质维持植物中的渗透平衡;蛋白激酶基因产物是细胞信号传导中的组分,这些基因能促进植物对干旱失水反应和逆境信号的传递,启动抗逆基因的表达;转录因子通过与相关基因的特异性结合来调控其表达,进而产生相关调控蛋白等物质增强植物在逆境中的生存能力。本文主要综述了这三类抗逆基因的研究现状及其生物学机理,讨论并分析这些基因在应用中尚待解决的问题,为发掘更多的抗逆性的基因资源和进一步开展分子育种工作提供参考。     

植物耐盐生理生化研究进展

综述了近年来耐盐植物地上部分K /Na ,SNa ·K 渗透调节 ,光合作用 ,盐激蛋白 ,Na /H 逆向转运蛋白 ,激素调节 ,膜抗氧化酶和ATP酶等方面耐盐性生理生化研究进展及其对选育培育耐盐植物新品种的重要性。     

几个甘蔗新品种的抗旱性和抗寒性比较研究

以G11为对照，通过电导率极值、束缚水／自由水之比、脯氨酸、丙二醛等生理生化指标对来自台湾、美国、日本以及广西自育的7个甘蔗新品种进行抗旱性和抗寒性比较研究。结果表明：T20和T22抗旱性最强，T23、T16、G17、G11抗旱性中等，CP80／1827、NL8抗旱性最弱；G17、T16、T20及对照种G11抗寒性较强，T22抗寒性中等，其它品种抗寒性较弱。     

叶面喷施抗旱剂对冬小麦产量及经济效益的影响

2011年春季黄淮海冬小麦主产区发生严重干旱,在干旱最严重的河北、河南、山东和安徽等地进行大田试验,探索喷施抗旱剂提高冬小麦抵御干旱、低温、冷冻、干热风等自然灾害能力的技术方法。结果表明:叶面喷施抗旱抗逆制剂能明显提高冬小麦抗旱抗逆能力,在遭受严重干旱的情况下,对比常规对照,喷施抗旱抗逆制剂能增加小麦穗长度,有效穗数增加19.15%,冬小麦平均增产7.3%,增收1 147.5元/hm2。     

Effects of silicon application on drought resistance of cucumber plants

A study on the effects of silicon supply on the resistance to drought in cucumber plants was conducted in pot experiments. The results suggested that in the absence of stress, silicon slightly enhanced the net photosynthetic rate, but significantly decreased the transpiration rate and stomatal conductance in cucumber plants. Silicon enhanced the net photosynthetic rate of cucumber plants under drought stress. Since silicon decreased the stomatal conductance, enhanced the capacity of holding water, and kept the transpiration rate at a relatively steady rate during drought stress, the photosynthesis of the cucumber plants was sustained. And under drought stress, silicon increased the biomass and water content of leaves in cucumber plants. Silicon decreased the decomposition of chlorophyll in cucumber plants under drought stress, limited the increase of the plasma membrane permeability and malondialdehyde (MDA) content in leaves, alleviated the physiological response of peroxidase (POD) to drought stress, maintained the superoxide dismutase (SOD) normal adaptation, and increased the activity of catalase (CAT). Under severe stress, these physiological biochemical reactions showed positive correlations with the amount of silicon supply. These findings demonstrated that silicon enhanced the resistance of the cucumber plants to drought. Statistical analysis indicated that under drought stress the cumulative value of biomass showed a highly significant correlation with the cumulative value of diurnal photosynthesis (r = 0.9812, p < 0.01), and was significantly correlated with the water content of leaves (r = 0.8650, p < 0.05). These results demonstrated that under drought stress the first factor responsible for the effects of silicon application on the cumulative value of biomass was the increase of photosynthesis, and the second factor was the enhancement of the water holding capacity. Based on these facts, it was concluded that silicon enhanced the resistance to drought mainly by taking part in the metabolism of plants.     

3种阔叶树种对持续干旱的生理响应及抗旱性评价

采用盆栽的试验方法,测定持续干旱条件下2年生五角枫、臭椿、黄连木幼苗的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、细胞膜透性、叶片相对含水量、叶绿素、脯氨酸、光合生理参数,研究其对干旱胁迫的生理响应,并用隶属函数法进行抗旱性评价。结果表明:随干旱程度的加剧,3树种的MDA、细胞膜透性、脯氨酸都呈上升趋势,叶片相对含水量、净光合速率呈降低趋势;五角枫与臭椿叶片的SOD活性呈先升后降的变化趋势,黄连木叶片的SOD活性呈先升后降再升的变化趋势;五角枫与臭椿叶片叶绿素含量先升高后降低,黄连木叶片的叶绿素含量试验前后的变化不大;臭椿与黄连木叶片的水分利用效率呈先降后升再降的变化趋势,五角枫叶片的水分利用效率呈先升后降的变化趋势。经隶属函数法分析得出3树种的抗旱性大小表现为臭椿>黄连木>五角枫。通过灰色关联分析得出脯氨酸、SOD、叶片相对含水量与3树种的抗旱性关系最密切。     

小麦苗期抗旱类型研究

为探索小麦苗期对水分胁迫的适应性,利用反复干旱法研究了942份小麦材料的苗期抗旱类型。结果表明,小麦苗期抗旱性存在显著差异,3次反复干旱后,小麦品种间成活率变异系数为4.6%～43.51%。根据品种反复干旱后成活率,供试品种对水分胁迫响应划分为抗旱型、耐旱型和敏感型。苗期抗旱性强的小麦品种具有较少种子根、较多次生根和较强分蘖量。小麦苗期抗旱性与后期抗旱性缺乏一致性,与品种的千粒重和冬春性无明显关系。     

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...     

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。     

氯化钾对干旱胁迫下马铃薯根系生理及形态的影响

以马铃薯品种"大西洋"为材料,研究了6个钾肥施用量(以K2O计):CK(0 g/株)、C1(1.2 g/株)、C2(2.4 g/株)、C3(3.6 g/株)、C4(4.8 g/株)、C5(6.0 g/株)对2个干旱胁迫程度[轻度干旱胁迫("轻旱,D1")、中度干旱胁迫("中旱,D2")]和正常灌溉下马铃薯根系生理和形态发育特征的影响。试验结果显示,根系生理方面,干旱胁迫下增施钾肥可不同程度地增强马铃薯根系抗旱性。各处理马铃薯根系含水量、地下部分干重、根冠比表现为D1D2,除根冠比在各施肥处理间无显著差异外(P﹥0.05),以上指标均以C3处理效果最为显著(P0.05)。各处理马铃薯根系超氧阴离子产生速率、丙二醛含量表现为D2D1,且C2处理下降幅显著(P0.05)。根系活力、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别在C1、C2、C3处理及以下表现为D2D1,此后相反;过氧化物酶活性整体上表现出D2D1的变化趋势。以上指标在C2处理下效果显著(P0.05)。根系形态方面,整体上看,钾肥作用下马铃薯总根长、根直径、根表面积、根体积增加,根尖数减少。各处理下马铃薯根直径、根表面积、根体积表现为D1D2,总根长、根尖数分别在C2、C3处理及以下表现为D2D1,此后相反;干旱胁迫下根系各形态指标对钾肥增施量的响应较为复杂,整体表现为"轻旱高钾促进,中旱低钾促进"的变化趋势。产量方面,干旱胁迫导致薯重降低,增施钾肥提高了马铃薯单株总薯重,以C3处理增产效果最显著(P0.05)。综合以上分析认为,钾肥的施入应充分考虑当地土壤水分状况并依此制定合理的施入量,这样才有利于马铃薯根系抗性的提高和形态的建成。     

不同抗旱性小麦叶片膜脂过氧化的氮素调控机制

在田间条件下研究了施氮对不同抗旱性冬小麦叶片全生育期黄嘌呤氧化酶(XOD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,施氮提高了叶片CAT和SOD活性,降低了XOD活性和MDA含量,以N180处理效果最明显,而且产量最高,表明N180处理对小麦膜脂抗过氧化能力和产量形成最为适宜;不施氮(N0)处理条件下,旱地品种较水浇地品种具有较高的保护酶系活性和较低的XOD活性、MDA含量。而适量氮素能够提高叶片保护酶系活性和降低XOD活性、MDA含量,所以氮素能够通过提高叶片膜质抗过氧化能力来增强小麦对干旱的适应。由于降低了超氧阴离子的生成量,使XOD活性降低和CAT活性提高,H2O2和MDA含量维持在较低水平,最终提高小麦产量。     

二氧化碳升高与干旱对植物生理、土壤碳及土壤酶活的影响

Global climate models have indicated high probability of drought occurrences in the coming future decades due to the impacts of climate change caused by a mass release of CO2.Thus,climate change regarding elevated ambient CO2 and drought may consequently affect the growth of crops.In this study,plant physiology,soil carbon,and soil enzyme activities were measured to investigate the impacts of elevated CO2 and drought stress on a Stagnic Anthrosol planted with soybean (Glycine max).Treatments of two CO2 levels,three soil moisture levels,and two soil cover types were established.The results indicated that elevated CO2 and drought stress significantly affected plant physiology.The inhibition of plant physiology by drought stress was mediated via prompted photosynthesis and water use efficiency under elevated CO2 conditions.Elevated CO2 resulted in a longer retention time of dissolved organic carbon (DOC) in soil,probably by improving the soil water effectiveness for organic decomposition and mineralization.Drought stress significantly decreased C:N ratio and microbial biomass carbon (MBC),but the interactive effects of drought stress and CO2 on them were not significant.Elevated CO2 induced an increase in invertase and catalase activities through stimulated plant root exudation.These results suggested that drought stress had significant negative impacts on plant physiology,soil carbon,and soil enzyme activities,whereas elevated CO2 and plant physiological feedbacks indirectly ameliorated these impacts.