茄科植物抗旱性生理机制研究进展_李晓炜.pdf

67工 作 研 究农业开发与装备 2018年第4期摘要干旱影响植物各阶段的生长发育和生理代谢过程。从茄科植物形态结构、水分生理、光合特性、渗透调节、质膜透性等方面对茄科植物抗旱形态特征及生理机制研究进展进行概述，并展望了茄科植物抗旱性研究的方向。关键词茄科植物；抗旱；形态0 引言干旱灾害是我国严重的自然灾害之一，它会严重影响到农作物的高产、稳产。茄科广泛分布于全世界温带及热带地区，是重要的粮食和蔬菜作物。茄科植物中经济植物有辣椒、马铃薯、番茄、烟草，药用植物有枸杞。目前，国内外专家对茄科植物辣椒、番茄、马铃薯的生理生化指标对茄科植物抗旱性进行了大量研究。由于作物的抗旱性受多种因素影响，较为复杂，不同种属不同品种的茄科植物抗旱生理机制可能不同。下面介绍几种茄科植物的抗旱性，为茄科植物的抗旱生理机制的研究奠定基础。1 茄科植物形态结构与抗旱性植物在受到干旱威胁，在长期适应、进化中形成各种抗旱机能。在形态特征方面，一般情况下将根系、叶片等方面作为植物抗旱性评价植物抗旱性的指标。如，辣椒在干旱胁迫下，通过减少叶面积、促进叶厚、增大气孔、增加叶脉密度和促进根系生长，增加叶片、茎、根的持水力适应干旱胁迫[1]。这些变化主要是植物为了适应干旱胁迫，通过形态结构的改变降低水分散失，维持正常生长、发育对水分的需要。李永亮[2]等研究发现烤烟侧根总长可以作为抗旱品种筛选的依据。2 茄科植物生理生化特征与抗旱性2.1 水分生理指标与抗旱性的关系水分生理指标包括叶水势、相对水分亏缺、叶持水力、压力容积技术（PV技术）测出的各种水分参数。高占旺等对3个品种马铃薯在干旱胁迫下叶片的相对含水量、叶水势做测量，发现胁迫强度越大，叶片相对含水量和叶水势下降越明显。在茄科植物受到干旱胁迫是，首先表现的是水分的亏缺，大量实验表明，叶片的相对含水量可以反映反映出整体水分亏缺状况。刘国花[3]的研究表明，辣椒幼苗的相对含水量随干旱胁迫时间呈现下降趋势，筛选出的抗旱品种有较高的相对含水量。茄科植物的幼苗、叶片中相对含水量变化说明，与其他植物干旱胁迫下表现一直，叶片中束缚水含量上升，增加原生质胶体的吸水能力，增加植株保水能力，增强抗旱能力。在水分生理指标中，研究最多的是叶片的相对含水量，且作为了抗旱品种筛选中的重要指标。2.2 光合作用与抗旱性的关系光合作用是绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质制造有机物，当植物受到干旱胁迫，水分亏缺时，会造成光合作用减弱、光合速率降低，导致作物减产。因此，光合速率是作物抗旱性鉴定的重要指标[4]。研究发现茄科植物在受到干旱胁迫，光合速率下降，气孔导度增大.光饱和点降低，而光补偿点增加，气孔调节是茄科植物番茄适应干旱胁迫的重要生理机制[5-8]。气孔作为植物与环境水分和气体交换的重要器官，在植物生命活动中至关重要，它在保证植物光合作用最大限度的吸收CO2的同时控制最优的蒸腾作用。2.3 渗透调节与抗旱性的关系植物渗透调节过程中渗透调节物质很多，基本上有两大类，一是无机离子。二是在细胞合成的有机溶质（可溶性糖、游离氨基酸、有机酸等）。有机和无机渗透调节物质在植物对干旱胁迫的适应中都有重要作用。其中脯氨酸是最重要、有效的有机渗透调节物质。茄科植物在干旱胁迫、缺水条件下，茄科植物体内脯氨酸大量积累，品种之间、胁迫时间有差异。茄科植物中辣椒[9]、马铃薯[7]、枸杞[10]的研究中表明，抗旱性强的品种在干旱胁迫时，脯氨酸大幅积累，在干旱胁迫较轻时，抗旱性弱的品种积累游离脯氨酸多于抗旱性强的品种，而随着胁迫加强，抗旱性强的品种游离脯氨酸积累强度大于抗旱性弱的品种，复水后抗旱性强的品种游离脯氨酸下降快，而抗旱性弱的品种则下降缓慢[11]。2.4 质膜透性和MDA含量与抗旱性的关系MDA是膜脂过氧化最重要的产物之一，它的产生还能加剧膜的损伤因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一个常用指标，可通过MDA了解膜脂过氧化的程度，以间接测定膜系统受损程度以及植物的抗逆性。MDA的积累与膜透性的增加呈极显著的正相关[13-15]。茄科植物中MDA含量常常作为抗旱鉴定的指标[13]。在干旱胁迫时茄科植物表现为抗旱性强的品种体内MDA积累少，对膜系统损伤降低，从而对外界逆境环境的抵抗能力提高，表现为抗旱强。3 展望综上所述，研究人员对茄科植物的形态特性、生理机理方面的研究也取得了许多成果，这些成果和植物的抗性研究存在一致性，也有差异性。目前对茄科植物的抗旱性鉴定还没有公认的方法，因此需要综合各生育期的抗旱性指标、生理生化指标，分子鉴定来提高抗旱性鉴定的准确性和科学性。近些年来，生物技术的快速发展给茄科植物抗旱研究带来希望，随着马铃薯、辣椒等茄科植物抗旱基因的研究，今后从分子水平解释茄科植物特有抗旱机理及生理功能，通过基因工程的手段培育抗旱新品种是必然趋势。然而，植物抗旱过程是一个复杂的过程，并且受多个基因调控及环境影响。今后抗旱性的研究是一个多层次多方面综合性的研究，不仅仅是单个基因克隆和导入的研究。参考文献[1] 刘朝霞，余焰文，陈艳秋，等.水分胁迫对苗期番茄叶片保护酶活性和植株形态的影响[J].北方园艺，2015，（23）1-5.[2] 李永亮，周冀衡，李永平，等.烤烟品种抗旱性的早期鉴定技术研究[J].亚热带植物科学，2008，（1）41-44.[3] 刘国花.干旱胁迫对辣椒生理机制的影响[J].湖北农业科学，2007，（1）88-90.[4] 胡新生，王世绩.树木水分胁迫生理与耐旱性研究进展及展望[J].林业科学，1998，（2）79-91.[5] 海梅荣，陈勇，周平，等.干旱胁迫对马铃薯品种生理特性的影响[J].中国马铃薯，2014，28（4）199-204.[6] 徐建飞，刘杰，卞春松，等.马铃薯资源抗旱性鉴定和筛选[J].中国马铃薯，2011，25（1）1-6. （下转第76页）茄科植物抗旱性生理机制研究进展李晓炜1，童 婷2（1.新疆维吾尔自治区农业产业化培训中心，新疆乌鲁木齐 830001；2.新疆农业大学科学技术学院，新疆乌鲁木齐 830001）76工 作 研 究 农业开发与装备 2018年第4期严惩处。4.2 落实养护责任，建立村党员干部包干联系制度长期以来，古树名木大多处于无人管理，靠村民群众自觉保护。随着时间推移、社会经济发展、村民生活习惯的改变，古树的生长逐渐遭受影响，每个村要针对现有的古树确定专人养护，实行党员干部包干制度，确保株株古树有人护，对包干的古树保护出现问题的，要严格追究联系党员干部的责任。4.3 加强巡查充分利用现有的180名专职护林员，把古树名木的巡查列入护林员的职责当中，确保破坏古树及古树异常能及时发现。4.4 建立古树保护专业队，逐年开展保护古树由于树龄古老、树体高大、树种丰富，存在的问题多种多样，象枯枝修剪、树体复壮、树洞修补、病虫防治等等对技术和经验的要求相当高，需要专业的人才，而且这些工作要经常性开展，因此需要成立一支古树日常养护队伍，并确保养护经费。4.5 设立古树保护有奖活动通过设立发现破坏古树、古树异常、征集古树保护金点子等活动，让全社会参与到古树保护当中，对认养古树保护较好的，给予推广并进行奖励。4.6 招募古树保护志愿者通过招募古树保护志愿者、古树认养等方式确保古树有人护。组织志愿者巡护古树、清理古树周边垃圾等活动，让古树得到较好保护。4.7 依法保护古树名木对发现的破坏古树行为，森林公安要坚决依法打击，并加大宣传力度，起到警示作用。4.8 加大古树保护专业培训通过举办由乡镇、村干部参加的古树保护专业培训班，既可以提高古树保护专业水平又可以提高古树保护意识。4.9 加大古树保护资金投入古树保护工作内容多、专业性强、所需资金大，各级财政要把古树保护资金列入财政预算，树洞修补、防腐、枯枝修剪、白蚁等病虫害之类的工作统一外包专业队施工，确保保护的效果。参考文献[1] 张少伟，杨海蛟，王少周，等.生态文明背景下的林业文化资源保护措施与对策研究以登封市古树名木保护为例[J].河南农业，2017，（21）47-49.[2] 高云泉.澄江县古树名木资源现状及保护对策[J].林业调查规划，2017，42（2）117-121.[3] 张庆峰.古树名木保护中存在的问题与对策[J].河北农业科学，2012，14（5）26-28.[7] 尹智宇，肖关丽.干旱胁迫对冬马铃薯苗期生理指标及光合特性的影响[J].云南农业大学学报（自然科学），2018，（2）1-6.[8] 付秋实，李红岭，崔健，等.水分胁迫对辣椒光合作用及相关生理特性的影响[J].中国农业科学，2009，42（5）1859-1866.[9] 娄喜艳，刘冬梅，裴冬丽，等.干旱胁迫对辣椒幼苗生理指标的影响[J].北方园艺，2017，（6）43-46.[10] 李浩霞，杜建民，郭永忠，等.干旱胁迫及复水对宁夏枸杞幼苗生长和叶绿素含量的影响[J].宁夏农林科技，2016，57（8）5-8.[11] 翁森红，赵来喜.干旱处理下豆科牧草在三个生长期游离脯氨酸积累的动态[J].四川草原，1997，（3）20-23.[12] 戴高兴，彭克勤，萧浪涛，等.聚乙二醇模拟干旱对耐低钾水稻幼苗丙二醛、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影响[J].中国水稻科学，2006，20（5）557-559.[13] 宋志荣.干旱胁迫对辣椒生理机制的影响[J].西南农业学报，2003，1（2）53-55.[14] 李建武，王蒂，雷武生.干旱胁迫对马铃薯叶片膜保护酶系统的影响[J].江苏农业科学，2007，（3）100-103.[15] 焦志丽，李勇，吕典秋，等.不同程度干旱胁迫对马铃薯幼苗生长和生理特性的影响[J].中国马铃薯，2011，25（6）329-333.和个人的摸底调查和建档工作。对生产繁育种子种苗的基地按照农作物产地检疫规程实施产地检疫，抓好生产环节的基础管理，确保繁育基地无检疫性有害生物，生产出不带检疫性有害生物的种子种苗。严格依法行政、依法办事，严格按照农业植物调运检疫规程，加强调运种子种苗的检疫检验，严把销售流通调运关口，限制带有检疫性的种子种苗的流通。2.4 加大种子种苗市场执法检疫力度充分利用当地春季和秋季作物播种育苗和苗木销售移栽的两大生产旺季，植物检疫部门联合农业执法大队进行植物检疫执法检查。执法检查包括验查本地生产的种子、种苗是否有产地植物检疫合格证；调运的种子种苗是否办理前期检疫要求书，是否具有植物检疫证书，种子、种苗的数量（包括库存数量与销售数量）是否与植物检疫证书数量相吻合；查看种子包装上的检疫合格编号是否与实际相符，标签是否规范。依据植物检疫条例有关规定，对不按要求办理产地检疫合格证、调运检疫证书、检疫合格标签编号不合格的，进行严肃处理。2.5 狠抓检疫人员队伍建设，全面提升检疫工作能力检疫人员的综合素质高低关系到检疫工作人员的形象，也关系到检疫工作的力度、威信和前途，组建一支素质好，业务精，拉得出，打得响的检疫队伍，是现阶段工作能否取得成效的关键。首先是要稳定队伍，各级植物检疫站有3人以上专门从事植物检疫工作的专职检疫员。其次植物检疫人员需要工作作风正直、增强法制观念、业务能力和执行力强。对植物检疫工作人员开展定期或不定期的学习培训，增强法律意识，提高业务素质，提高植检执法人员办案水平和办案技能。参考文献[1] 朱勇，侯建雄.甘肃处繁种子检疫现状及其对策[J].植物检疫，2000，14（3）172-175.（上接第67页）（上接第74页）