植物生理学论文多种因素与植物抗旱性的关系研究综述

高级植物营养学课程论文

姓名：张伟汉

学号： 15720567 专业：植物营养学

班级： 15级七班

多种因素与植物抗旱性的关系研究综述摘要：水分作用植物各个阶段的生长发育和植物各种生理代谢过程，是植物成

活与生长的重要限制因素之一。干旱则严重影响植物的生长发育，所以植物自身的抗旱性至关重要。文章从营养元素，植物激素，植物自身内部和外部等多种因素与植物抗旱性的关系进行综述，以期为植物抗旱性研究工作提供参考。

关键词：抗旱性；营养元素；植物激素

目前全球公认的焦点性环境问题之一就是水资源短缺,我国人均占有水资源量(2300m3)仅为世界人量的1/4，是世界上最缺水国家之一，且大部分地区属亚洲季风区,干旱灾害具有普遍性、区域性、季节性和持续性的特点，旱灾十分严重[1]。水资源缺乏不仅会影响植物的产量和观赏性状,严重时还会造成植株的死亡。提高植物的抗旱能力已经成为现代植物研究工作中急需解决的关键问题之一。而影响植物抗旱性的原因多种多样，本文综述了部分植物抗旱性影响因素的研究进展，为生化调控植物的抗旱性提供参考。

1.生长物质

1.1乙烯利

国内学者通过叶片喷施乙烯利，研究其对玉米和甘蔗等农作物抗旱性的影响，揭示出乙烯利作用于植物抗旱性的复杂性。乙烯利对植物抗旱性的影响和许多因素相关，例如，不同植物种和品种对乙烯利处理敏感程度不同。

乙烯利对植物抗旱性的影响因其处理方式的不同而不同，目前应用乙烯利主要有２种处理方式：乙烯利叶片喷施和乙烯利浸种处理。综述目前已经取得的研究成果，展望未来研究的趋势，可以为今后乙烯利提高植物抗旱性研究提供一定的借鉴。[2]此外，植物所处的生长发育阶段不同，干旱胁迫程度不同，乙烯利的处理浓度不同，对抗旱性的影响也不同。

1.1.1喷施乙烯利对植物抗旱性的影响

刘剑锋等[3]报道，400mg·L-1浓度的乙烯利叶片喷施处理可以提高玉米（出苗后1d）的抗旱性，并加速其干旱胁迫后的复水恢复过程。李永健[4]等在甘蔗的分蘖前期和伸长中前期分别对春植蔗‘桂糖15号’用100mg1L-1的乙烯利进行叶面喷施处理，结果表明：经乙烯利处理的甘蔗遇干旱时，有较强的抗旱性。这些

研究均表明乙烯利对作物抗旱性的影响与其所处的生长发育阶段有关。也有研究表明乙烯利对作物抗旱性的影响与作物品种有关联。

与乙烯利处理提高植物抗旱性的研究结果相反，董永华等[5]以盆栽方式研究了土壤干旱过程中，乙烯利处理对小麦幼苗抗旱性的影响，发现乙烯利处理抑制小麦幼苗的抗旱性.此研究说明较高浓度(506mg·L)的乙烯利处理，对提高小麦幼苗的抗旱性不利。所以综上，在乙烯利影响植物抗旱性的正负效应中，浓度是重要的决定因素。

1.1.2乙烯利浸种对植物抗旱性的影响

乙烯利浸种在农业生产上是一种常见的促进种子萌发、增加产量、调节性别分化等的方法。用乙烯利浸种能提高生姜的出苗率，使植株增高，分枝数增多，根茎产量提高[6]。

乙烯利浸种对植物抗旱性影响也有人做过相关实验。王威豪等[7]对水分胁迫下乙烯利浸种对甘蔗叶片蛋白质和核酸的影响研究结果表明，在水分胁迫下及复水后，乙烯利浸种处理有较高的叶片蛋白质含量和总核酸含量，并推断这可能是乙烯利提高甘蔗抗旱和促进生长的作用机制。

1.2脱落酸

研究表明，干旱胁迫会导致植物体内ABA含量增加，且根部首先感受到胁迫信号迅速合成ABA运送至地上部，调节气孔关闭，提高植物的抗旱性[8-9]干旱胁迫下，喷施外源ABA可提高植株的抗旱性，如能显著降低棉花的气体交换参数；提高草莓的水分利用效率[10]。干旱胁迫下ABA含量的增加也促进了脯氨酸的积累，ABA能明显地阻止受旱玉米幼苗体内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的减弱，有效地调节活性氧代谢的平衡，抑制受旱玉米幼苗叶片MDA 增加，从而减轻玉米旱害[11]。同位素示踪结果表明，ABA使杂交稻幼苗SOD活性增加的原因不是激活该酶，而是促进该酶的再合成[12]。ABA对植物抗旱性的影响是多方面的，也是目前研究最多、最为深入的一类植物激素。尽管对ABA 的作用机理及调控的信号转导途径已有较为深入的了解，但仍面临许多问题有待解决。

1.3赤霉素

多数研究认为干旱胁迫会导致植物体内赤霉素含量的下降，但也有研究表明胁迫会导致赤霉素含量升高，刘长海等[13]发现，在干旱胁迫期间两种苹果砧木叶中赤霉素含量先下降再上升，但总体变化趋势是上升。利用外源赤霉素提高植物抗旱性的研究较少，代勋等[14]发现，10mg·L-1赤霉素处理可提高小桐子种子在干旱胁迫下的发芽率，提高小桐子幼苗对干旱胁迫的抵抗力。

2.营养元素

2.1氮素

干旱缺水条件下，增施氮素可以增加植物体内渗透调节物质的积累，增强植物的渗

透调节能力[15]严重干旱时，氮素营养可明显减少单位面积的水分散失，降低叶片气孔导度有利于气孔关闭，减少单位面积的水分散失，增加作物抗旱性；同时施氮还能够提高叶肉细胞光合活性，从而提高单叶片净光合速率，促进同化物的积累［16］。

2.2磷素

磷素营养对干旱胁迫下植物的水分调控及渗透调节物质的积累有着重要的作用，通过对植物在生理和形态上的作用使植物的保水能力增强。磷素营养还能够增强酶保护系统的功能，维持膜系统的完整性。同时，施磷对叶片光合产物的运输有明显的促进作用，有利于改善干旱条件下的物质分配模式，提高收获指数［17］。

2.3钾素

在干旱条件下，施钾肥有助于提高叶片水势和相对含水量，使叶片渗透调节能力增强，在一定程度上可改善作物的水分状况，还能够缩短干旱条件下的光诱导周期，提高光合效率［18］。此外，钾素提高作物的抗旱性还表现在提高细胞原生质的保水能力、增强细胞膜稳定性、提高作物体内硝酸还原酶的活力和改善作物对氮、磷等营养的吸收和利用等[15]。

3.植物生态结构

3.1根系结构

植物根系是植物直接吸收水分的重要器官,它对植物的耐旱功能具有至关重要的作用。土壤的干旱首先影响根系的生理活动和代谢,进而影响整个植株的生命活动能力[19]植物地下部分与地上部分生物量比率的大小,反映了植物对环境因子的需求和竞争能力,当植物受到干旱胁迫时,根系生物量在整个植物生物量中所占比重的变化,是鉴定植物抗旱性的重要指标之一。高建社等[20]研究也表明在水分胁迫下,根系的生物量是植物适应干旱的重要标志。

3.2叶片结构

长期生活在干燥的气候和土壤条件下的旱生植物,其叶片的结构特点主要是朝着降低蒸腾和贮藏水分两个方面发展。叶片的旱生结构特征,基本能反映植物的抗旱性大小[21]。在抗性育种和生产中,人们发现叶子大小、叶片厚度、绒毛、蜡被、气孔频率、栅栏组织与海绵组织的比值等与植物的忍受干旱的能力相关,可作为筛选抗旱品种的指标[22]。

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