植物对干旱胁迫的响应研究进展

植物在经受干旱胁迫时,通过细胞对干旱信号的感知和传导,调节基因表达,产生新蛋白质,从而引起大量形态、生理和生化上的变化.干旱胁迫对植物在细胞、器官、个体、群体等水平上的形态指标有显著影响,也会影响其光合作用、渗透调节、抗氧化系统等生理生化指标.植物对干旱胁迫的分子响应较复杂,包括合成一些新的基因如NCED、dehydrin基因和CBF、DREB等转录因子.另外,干旱胁迫还能造成蛋白质组学的变化.参52     

土壤含水量对三种阔叶树苗气体交换及生物量分配的影响

在温室内用盆栽法研究了土壤含水量对茶条槭、山梨和山桃的气体交换及生物量分配的影响,设置4种土壤水分处理(土壤相对含水量75．0％、61．1％、46．4％和35．4％)．结果表明：随土壤含水量降低，3树种苗木净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均下降，土壤含水量最低时，茶条槭苗木各生理指标降低幅度最大，山梨和山桃次之．茶条槭和山梨水分利用效率(WUE)随土壤含水量的减少呈降低趋势，山桃WUE呈升高趋势．水分胁迫下，3树种苗木根分配生物量显著增加．茶条槭在水分胁迫下，根冠比增加幅度最大，山梨次之，山桃最小．此外，茶条槭叶形态可塑性强，随土壤含水量降低，茶条槭单叶叶面积和总叶面积显著减小，叶厚度增加．山梨和山桃在水分胁迫下单叶叶面积及总叶面积无显著变化．综合3树种苗木在水分胁迫下的生理和形态指标及生物量分配的变化，茶条槭和山桃对水分胁迫的适应能力强于山梨．表4参31     

干旱胁迫对青海杨不同种群的影响

通过对青海杨的两个分别来自极端干旱和湿润地区的种群进行不同水分处理,研究其在生物量的积累与分配、气体交换、脱落酸积累以及水分利用效率上的种群差异.结果表明:①不同种群在各种生长和形态指标上均表现出了显著性差异,例如株高(Ht)、基径(Bd)、总生物量(Tb)、总叶面积(La)和细根比(Ft).②不同种群在各种生理指标上也表现出了显著性差异,例如净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、气孔导度(g)、水分利用效率(WUEi)和脱落酸(ABA)积累.③与来自湿润地区的种群相比,来自干旱地区的种群表现出了较小的生长和形态指标值以及较大的生理指标值.这些对水分可利用性的形态和生理适应性表明,不同种群在其幼苗早期生长和建立方面采用了不同的生存策略,来自湿润地区的杨树种群采用耗水策略从而抗旱性低,而来自干旱地区的杨树采用节水策略从而抗旱性高.这些对干旱的不同反应可以为不同气候地区选择相应的生态型提供一定的参考标准.表4参26     

甘蒙柽柳与沙棘抗旱性研究

在野外条件下，应用ＰＶ技术研究了中龄的甘蒙柽柳和沙棘的水分参数［ｐｓ（ｓａｔ）、ｐｓ（ｔｌｐ）］及其生理生态学意义、季节变化规律．探讨了水分胁迫条件下树木的适应性．结果表明，水分参数具有一定的的季节变化规律．干旱胁迫条件下树木具有一定的渗透调节能力，其幅度大小随季节而发生变化；嫩枝生长时期，树木的抗旱性和渗透调节能力都很弱，随着枝条的木质化和叶子的革质化程度的增强，树木的抗旱性逐渐增强．     

苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应

采用人工控制水分的方法,研究了干旱胁迫下苗期玉米(ZeamaysL.)根系和叶片的生理指标,用以明确苗期玉米根系和叶片对干旱的生理响应。研究结果表明,苗期中度干旱胁迫处理条件下,玉米根系和叶片均表现出对干旱胁迫的生理响应,并各具特点。与对照相比,干旱胁迫使玉米根系和地上部的生物量降低,叶片中的叶绿素含量显著降低、叶片光合面积减小,根冠比增大。干旱胁迫使玉米根系比表面积增大,根系氧化活力和还原活力增强。干旱胁迫导致玉米叶片的光合功能降低,初始荧光升高,初始光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转换效率、PSⅡ潜在活性、潜在光合作用活力均受到抑制。干旱胁迫下玉米叶片和根系脂质过氧化作用增强,根系和叶片中的游离脯氨酸含量升高。     

菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫的机理

菌根是菌根真菌与高等植物根系形成的一种共生体，能够促进植物在瘠薄土壤中的生长。文章通过综合近20年来国内外在菌根植物抗盐碱研究方面的成就，论述了在高盐胁迫下，菌根对其寄主植物耐盐碱能力的影响；指出菌根植物可能主要通过以下4个方面增加对高浓度盐碱环境的抗性：增加植株对P等矿质营养元素的吸收，改善了盐胁迫引起的营养亏缺；改变植物体内离子平衡，降低其生理毒害；增加植株对水分的吸收和利用能力，缓解了生理性干旱；改变了植物根系形态，促进根系水分吸收能力。在分析菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫机理的基础上，还对该问题的研究前景提出了设想，为盐碱地改良提供参考依据。     

水分胁迫下内生真菌感染对黑麦草叶内保护酶系统活力的影响

比较了两种不同的水分胁迫方式（田间干旱迫和温室渗透胁迫）下，内生真菌感染对黑麦草叶内SOD、POD和CAT活性以及MDA含量变化的影响，结果表明，当植物未遭受水分胁迫时，感染植株叶内SOD和POD活性明显高于非感染植株，在温室渗透胁迫下，随着胁迫强度和胁迫时间的增加，感染植株叶内SOD活性明显高于非感染植株，MDA含量大大低于非感染植株，而在田间干旱胁迫下，感染植株的这种优势表现得并不明显，图2表2参23     

内生真菌感染对黑麦草若干抗旱生理特征的影响

对周期性干旱胁迫下内生真菌感染（EI）和非感染（EF）的黑麦草植株的几项生理指标进行了比较。结果表明，干旱胁迫导致EI和EF叶片相对水分含量下降，细胞膜透性增加，游离脯氨酸累积，叶绿素，类胡萝 纱和淀粉含量下降，可溶性糖含量增加，与EF植株相比，干旱胁迫下EI植株可溶性糖含量较高，膜透性及脯氨酸含量均较低，从生理生化角度说明内生真菌可提高其宿主植物的抗旱性。图3参39     

垃圾堆填区渗出液对干旱季节树苗生长的影响

本试验于１９９４年７月至１月在香港望后石垃圾堆填区进行,研究了垃圾堆填区渗出液浇灌对几种亚热带树种生长及其生理学过程的影响．结果表明,在高温低湿、植物遭受水分亏缺的条件下,应用适当浓度的垃圾堆填区渗出液浇灌同水灌和肥水灌溉类似,可显著地提高树苗的移栽成活率,促进树苗的生长,尤其对耐干旱能力低的树种,其效果更为显著．与对照相比,用适当浓度的渗出液或水浇灌显著地改善植株的水分关系,降低叶片的脱落酸（ＡＢＡ）含量,促进气孔的开放．另外,处理植株叶片的光合特性也得到了不同程度的改善．根据以上结果,作者认为,在干旱季节植物遭受严重水分亏缺的条件下,应用适当浓度的垃圾堆填区渗出液浇灌可显著地缓解干旱对树苗生长的影响,为综合治理垃圾堆填区渗出液提供了一条经济、实用和可行的途径．     

毛乌素沙地SPAC系统中各部分水分状况及其关系的研究

以SPAC理论为指导，用压力室法及烘干法测定了宁夏盐池沙地表征沙生植物油蒿(Artemisia ordosica Krasch．)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia KuangetH．C．Fu)水分生理特征的系列指标——植物水势、组织含水量等，比较了两种植物的水分生理特征；同时用TDR水分速测仪结合烘干法测定了土壤水分参数；通风干湿表和气压计测定大气水分状况。分析了两种植物的水分生理特征与环境的相互关系。结果表明油蒿和中间锦鸡儿有着适应干旱生境的水分生理特征，但避旱的具体方式不同。雨季时期土壤含水量较大，除了10cm左右土层处于难效状态外，其它各土层都处于易效状态。表层干土层的形成利于下层土壤水分的保持。水势梯度明显，时空变异规律明显，不论是油蒿还是中间锦鸡儿的叶水势值和大气水势相关性显著。     

作物根系对干旱胁迫逆境的适应性研究进展

主要就作物根系的形态性状、根系提水作用、生理代谢、根系细胞壁蛋白及其生长性能与干旱胁迫间的关系作了综述;指出应加强对干旱逆境下根系发育及根系生长性状变化上的遗传机理研究。     

茉莉酸甲酯(MeJA)对干旱胁迫下水稻幼苗光合作用特性的影响

茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)是广泛存在于植物体内的与抗性关系密切的生长物质,能显著增强植物在机械伤害、低温、盐害、干旱等非生物环境胁迫和病虫害等生物胁迫中的抗性.以水稻品种中二欧6为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱+MeJA、干旱+MeJA+水杨苷异羟肟酸(SHAM)四种处理,研究了干旱胁迫下施用MeJA及其代谢抑制剂SHAM对水稻幼苗的叶绿素荧光和光合作用特性的影响.研究结果表明,干旱胁迫下外源MeJA(0.25 μmol·L~(-1))处理可显著提高水稻幼苗的叶片水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/F_0和Fv/Fm值、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO_2浓度,降低ABA含量,从而提高水稻幼苗的抗旱性.然而,加入茉莉酸信号途径的抑制剂水杨苷异羟肟酸(SHAM)后MeJA诱导的水稻抗旱效应受到逆转,表现在水稻幼苗叶片水势、叶绿素荧光和光合作用参数等显著下降,ABA含量显著上升.     

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18 g pot-1)显著高于对照(22.31 g par-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34 g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57 g kg-1和1.85 g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46 g kg-1和1.55 g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.图1表3参15     

开花前后变水条件对春小麦的补偿效应

在防雨棚内的盆栽实验条件下，研究了4种梯度的10种不分组合对红芒麦和宁春10号产量及耗水量等的影响。结果表明，试验期间充分灌水，轻度，中度，重度干旱处理，随着干旱程度的加剧，株高，干物质积累，产量，耗水量都逐渐减少；红芒麦灌浆期不同程度的,匀有利于产量的形成，促进物质运输，提高千粒重，同时减少水分消耗，提高WUE；孕穗期干旱处理后，灌浆期复水，会造成减产，和灌浆期相比，孕穗期是水分的敏感的时期，而灌浆期对水分亏缺不敏感，两种小麦相比较，宁春10号耗水量大，产量低，抗旱性较强，图2表2参7     

杨树抗旱性研究进展

The drought resistance of woody plants, in particular, Populus, was reviewed in this paper. Studies about drought resistance of Populus mostly focused on changes in growth properties, physiological adaptation and biochemical aspects, but a few on molecular biology. The indexes of drought adaptation and productivity were analyzed and these indexes could be employed to identify drought resistance of woody plants. Combination of such different approaches will, hopefully, give us a more complete understanding of the various regulatory mechanisms in trees than what we may have today. With development of the molecular biology of woody plants, the sluties on stress resistance of Populus which was regarded as a model plant, are summarised. Ref 96     

干旱胁迫和复水对梨幼树生理特性的影响

为了解植物干旱生理适应机制和恢复机制,以梨品种‘翠冠’和‘黄冠’幼树为试材,研究土壤干旱胁迫及复水条件下叶片光合参数、叶片相对含水量、叶片质膜透性、超氧化物歧化酶活性及脯氨酸含量的变化特性.结果显示:1)随着干旱胁迫的加剧,两品种的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈下降趋势;‘翠冠’叶片胞间CO2浓度呈先降后升的趋势,而‘黄冠’呈持续下降趋势,但‘黄冠’光合作用的4项指标明显高于‘翠冠’;复水后,两品种的光合指标恢复显著,但均未超过对照水平.2)干旱胁迫引起两品种的叶片相对含水量急剧下降,叶片质膜透性和脯氨酸含量显著升高,超氧化物歧化酶活性呈先升后降趋势;复水后,两品种的4项指标不同程度地得以恢复,但大部分指标没有恢复到对照水平,其中‘黄冠’各项指标在复水前后的变化幅度比‘翠冠’更小.综合分析表明,‘翠冠’和‘黄冠’对干旱胁迫的响应存在差异,‘黄冠’对干旱逆境具有更强的适应能力.     

磷素营养对春小麦抗旱性的影响

在盆栽条件下研究了磷素营养与春小麦抗旱性之间的关系结果表明：施用磷肥由于对根系生长的促进，明显改善了春小麦的水分供应状况，同时，增加了束缚水含量，提高了膜稳定性和叶片耐脱水能力，且由于提高了渗透调节能力，维持了生长过程的正常进行，明显提高了春小麦的生物量和籽粒产量．虽然气孔导度的增大增加了作物的耗水，但由于施磷对失水的促进小于对产量的促进作用，因而明显提高了春小麦的水分利用效率综合分析表明：施磷可明显改善春小麦的抗旱性．     

不同强度的声波对猕猴桃试管苗根系发育的影响

通过用不同强度的声波刺激中华猕猴桃(Actinidia chinensis)的组培试管苗，研究模拟声场的力学刺激对木本植物根系发育的生物学效应．结果表明：适度强度的声波刺激(100dB左右)可促进猕猴桃试管苗根系的生长发育，而根系质膜的通透性也相应降低以阻挡外界有害物质的侵入，使根系活力以及与之相关的根系总长、分根数等指标明显增强；但当声波强度超过一定范围后，对根系发育的促进效应就受到明显的抑制，当110dB时甚至开始抑制试管苗的根系发育．从细胞和分子生物学水平对环境应力影响根系发育的可能机理进行了讨论．图2表1参13     

逆境下植物叶性状变化的研究进展

介绍了逆境下植物叶性状变化的研究进展。在逆境下,植物的叶片形态、解剖构造和内含物质等方面产生变化或特化,以保证植物正常的生命活动。解剖构造与树木的抗旱性关系密切,渗透调节是一个重要的抗旱性和抗盐性机制。植物为了减少虫害的发生,采用防卫和逃避相结合的策略保护自己。叶片中午受到强光胁迫时存在明显的＂避光运动＂,栅栏组织的叶绿体通过不同的运动排列方式来调整对光辐射的吸收,减少光胁迫。植物在阴蔽的环境中,通过大的叶面积等方式保证在弱光条件下充分利用光能。在干旱和盐胁迫下,叶片变小或消失,叶片表皮角质化,在叶片或细胞外形成一些机械组织,叶肉质化,白天叶片气孔关闭等方式增加耐盐性。多年生落叶树木和不落叶的植物通过不同的方式增加抗寒力。基因对叶性状的影响尚有争议。叶性状的差异可能是对不同环境的反映,或者是它们的年龄和基因引起的。最后,对叶性状的研究前景作了展望。