植物对干旱胁迫生理反应的研究进展_田再民
植物抗旱性研究进展
植物抗旱性研究进展
植物的抗旱性研究已经取得了很大的进展，为我们更好地了解植物抗旱机制提供了重要的理论和实践依据。
本文将介绍近年来植物抗旱性研究的一些最新进展。
植物的根系结构和功能对于植物的抗旱性具有重要的影响。
根系的深度和广度决定了植物对水分资源的获取能力，根系的发育状况直接影响植物的干旱适应能力。
研究发现，适当增加植物的根系发育可以显著提高植物的抗旱性。
植物在面临干旱胁迫时会产生一系列的抗旱信号分子，从而启动一系列的防御反应。
这些抗旱信号分子包括脱落酸、脯氨酸、脂质类物质等。
研究人员通过遗传和分子生物学方法发现了一些与植物抗旱性密切相关的基因，如涉及抗氧化系统、脱水胁迫感应因子等。
进一步地，植物在干旱胁迫下会产生一系列的适应性变化，比如改变叶片的形态结构和生理特性，提高光合作用效率等。
研究人员发现，植物在面临干旱胁迫时，会通过增加叶片厚度、减少气孔开放程度和大小等途径来降低水分的蒸腾损失。
植物还可以调节膜脂组分和蛋白质的合成，从而提高对干旱的适应性。
植物抗旱性研究的发展还受到了新兴技术的推动。
利用遥感和无人机技术可以实时监测植物的生理状态和水分状况，为抗旱性研究提供了新的手段。
基因编辑技术的出现也为研究人员深入了解植物抗旱机制提供了新的途径。
近年来植物抗旱性研究取得了很大的进展，从根系结构和功能、抗旱信号传导、植物适应性变化、叶绿素荧光和水势调控等多个方面揭示了植物抗旱的机制。
新兴技术的应用也为植物抗旱性研究提供了新的手段和途径。
相信随着研究的深入开展，我们能够揭示更多关于植物抗旱性的奥秘，为农业生产和生态环境保护提供更好的理论指导和技术支持。
植物抗旱性研究进展
植物抗旱性研究进展植物是地球上生命的重要组成部分，而抗旱性是影响植物生长和发育的重要因素之一。
随着全球气候变暖的影响，干旱事件频繁发生，导致许多地区的农作物产量减少、土壤退化和生态系统失衡。
研究植物的抗旱性机制对于提高农作物产量、改善生态环境具有重要意义。
本文将对植物抗旱性研究的进展进行综述，并探讨未来可能的研究方向。
一、植物抗旱性的形成机制植物抗旱性的形成机制是一个复杂的过程，涉及到植物的生理学、生态学和遗传学多个层面。
在植物抗旱性的形成过程中，植物会通过一系列的生理生化反应来应对干旱胁迫，主要包括以下几个方面：1.根系结构调整：干旱条件下，植物会通过改变根系的形态和生理特性来增加水分吸收能力。
根系会增加毛细管根的数量和长度，以便更好地吸收土壤中的水分。
2.根系分泌物质的调节：植物在受到干旱胁迫时，会分泌一些特殊的物质，如植物激素和蛋白质，来调节根系的生长和发育，从而增强根系的水分吸收能力。
3.叶片气孔的调节：叶片气孔是植物进行气体交换的重要器官，也是水分蒸腾的主要通道。
在干旱条件下，植物会通过调节气孔的开闭程度来减少水分蒸腾，以保持水分平衡。
4.积累和调控抗氧化物质：干旱条件下，植物会积累大量的抗氧化物质，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等，以应对氧化应激的损伤。
5.调控转录因子和蛋白质的表达：植物在受到干旱胁迫时，会产生一系列的转录因子和蛋白质，来调节相关基因的表达，从而增强植物的抗旱性。
以上几个方面是植物抗旱性形成机制中非常重要的环节，而不同植物种类之间可能存在着一定的差异，需要进一步的研究来揭示其中的分子机制。
二、植物抗旱性的研究方法为了深入研究植物抗旱性的机制，科学家们提出了许多研究方法，通过综合运用这些方法，可以更好地揭示植物抗旱性的形成机制。
以下是一些常用的研究方法：1.生理生化方法：生理生化方法是最直接的研究植物抗旱性的手段之一，可以通过测定植物的水分利用效率、叶片气孔导度、抗氧化物质的含量等指标来评估植物的抗旱性。
干旱胁迫下植物生理生化特性响应及其调控机制研究
干旱胁迫下植物生理生化特性响应及其调控机制研究干旱胁迫是全球范围内普遍存在的环境问题，对植物的生长发育和生产力产生了严重影响。
面对干旱胁迫，植物会展现出一系列的生理生化特性响应，以保证自身生存和正常生长发育。
在研究干旱胁迫下植物生理生化特性响应及其调控机制方面，我们需要加强对植物适应干旱环境的认识，以期设计出更智能化的植物育种策略。
一、干旱胁迫下植物的响应特性1. 植物水分利用效率降低水是植物生长发育所需的重要物质，当环境中的水分供应不足时，植物会出现水份不足的症状，如叶片变黄、萎蔫等。
为了适应干旱环境，植物会降低水分利用效率，减缓水分消耗速度，以保证能够长时间维持生存。
2. 植物的渗透压逐渐升高干旱胁迫下，环境中的水分供应不足，植物会通过提高自身的渗透压来增加水分吸收，以保证生命活动的进行。
植物会通过调控离子吸收和储存，提高渗透压水平。
此外，胞间液也会通过降低水分 potential 来提高渗透压。
3. 植物产生抗氧化剂以应对干旱胁迫干旱胁迫下，植物受到氧化应激的影响，因为存在大量的 ROS (活性氧物质)。
植物会产生一系列的抗氧化剂来应对干旱胁迫，以减少 ROS 对细胞的伤害。
多酚类、类胡萝卜素、维生素 C 和 E 等都属于植物产生的抗氧化剂。
二、植物干旱胁迫下的调控机制1. 植物利用植物激素进行调节植物激素是植物生理过程的控制因素，其中 ABA (脱落酸) 和 ET (乙烯) 在干旱胁迫中扮演着至关重要的角色。
ABA 可以调节根系生长和营养吸收，同时降低叶片腐烂物二级代谢产物，增加植物的耐旱性。
而 ET 可以加速植物生长发育，增加根系活力。
2. 转录因子的调控转录因子是调控植物基因表达谱的重要因素，它可以控制植物对干旱的响应。
目前已经发现不少的转录因子对干旱胁迫有着显著的调控作用，如MYB、WRKY、NAC 等，对于这些转录因子的调控研究有助于理解各种信号通路之间的关系。
3. 协同作用的调控机制在植物的生长发育过程中，不同的生理生化模块相互作用，交错集成，这种协同作用是动态的，而且也和所处的环境有关。
植物抗旱性研究进展
植物抗旱性研究进展植物抗旱性研究是植物生理学领域的重要研究方向之一，目的是为了解植物如何适应干旱环境，提高植物的抗旱能力。
近年来，随着气候变暖和干旱事件的增加，植物抗旱性研究引起了广泛关注。
本文将介绍目前植物抗旱性研究的一些进展。
研究人员对植物抗旱性的遗传基础进行了深入研究。
通过对不同植物品种的抗旱性进行比较分析，发现不同品种之间存在显著的抗旱性差异。
通过遗传学研究，确定了一些抗旱相关基因，并利用基因工程技术将这些基因导入到普通品种中，提高了植物的抗旱性。
研究人员发现，植物在干旱胁迫下会产生一系列生理和生化反应，以应对干旱环境。
植物会调节叶片气孔的开闭来减少蒸腾作用，降低水分流失。
植物还会合成一些保护性物质，如脯氨酸和抗氧化剂，以抵抗干旱胁迫引起的氧化损伤。
研究人员通过对这些抗旱适应机制的研究，为提高植物的抗旱性提供了理论依据。
然后，利用生物技术手段改良植物抗旱性是当前的研究热点之一。
通过转基因技术，将具有强抗旱能力的基因导入到经济作物中，使其获得较强的抗旱能力，并提高产量。
研究人员还利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，对植物抗旱相关基因进行精准编辑，以提高植物的抗旱性。
研究人员通过模拟实验和野外观测，研究了不同植物在干旱胁迫下的适应策略。
沙漠植物通常具有较强的适应干旱能力，它们能够通过改变根系结构来增加水分吸收能力，并且能够快速启动抗旱适应机制。
研究人员通过对这些沙漠植物的研究，为开发具有较强抗旱能力的农作物品种提供了参考。
植物抗旱性研究的进展为我们理解植物适应干旱环境的机制提供了重要参考。
未来，研究人员还需要进一步深入研究植物抗旱性的分子机制，并结合实际应用，开发出更多高抗旱性的植物品种，以应对日益恶化的干旱环境。
植物对干旱胁迫的生理生态响应及其研究进展
干旱作为影响作物生长发育、基因表达、分布以及产量品质的重要因素之一，严重限制了作物的大面积扩展。
植物对干旱的适应能力不仅与干旱强度、速度有关，而且更受其自身基因的调控。
在一定干旱阀值（drought threshold）胁迫范围内，很多植物能够进行相关抗旱基因的表达，随之产生一系列生理、生化及形态结构等方面的变化，从而显现出抗旱性的综合性状。
因此，从植物本身出发，深入研究植物的抗旱机理，揭示其抗旱特性，提高植物品种的抗旱耐旱能力，以降低作物栽培的用水量，同时最大程度提高作物的产量和品质，科学选育适宜广大干旱、半干旱地区种植的优良作物品种，已成为国内外专家学者们所特别关注和研究的热点问题，对于水资源的合理利用和生态环境的改善均有着重要的意义。
干旱作为植物所遭受的所有非生物胁迫中损害最为严重的不利因素，直接影响世界农业的生产。
据统计资料表明：中国农田耗水量大约占全国总耗水量的80%，而中国受旱农田面积由20世纪70年代的1 134万hm2增长到90年代的2 667万hm2，全国农田灌溉区每年缺水量约300亿m3[1-2]。
目前，生存资源、环境与农业可持续发展之间的矛盾日益突出，这就要求人们更应高度重视农业综合开发过程中作物逆境生物学的基础研究。
1 干旱胁迫对植物生长指标的影响1.1 干旱胁迫对根系活力的影响植物根系的活力是体现植物根系吸收功能、合成能力、氧化还原能力以及生长发育情况的综合指标，能够从本质上反应植物根系生长与土壤水分及其环境之间的动态变化关系，因此，保证一个深层、分散、具有活力的根系是植物耐旱避旱的重要因素之一。
有研究表明：当植物生长受到干旱胁迫时，高羊茅（Festuca arundinacea）的根死亡率升高，其中土壤表层的根死亡率最高[3-4]。
当土壤含水量低于一定程度时，随着胁迫时间的增长，根系活力逐渐不足以维持生命而使植物不可逆转地彻底死亡[5]。
由此可见，根系活力和土壤的相对含水量与植物的抗旱性密切相关。
植物对干旱胁迫的响应研究进展
植物对干旱胁迫的响应研究进展一、本文概述干旱胁迫是全球气候变化背景下植物经常面临的一种环境压力，它不仅影响植物的生长和发育，还可能对植物的生存造成威胁。
因此，深入了解植物对干旱胁迫的响应机制，对于提高植物的抗逆性、优化农业生产和保护生态环境具有重要意义。
本文旨在综述近年来植物对干旱胁迫响应的研究进展，包括植物在干旱胁迫下的生理生化变化、分子生物学机制以及抗旱性改良等方面的研究成果，以期为未来的植物抗旱性研究提供参考和借鉴。
本文将概述干旱胁迫对植物生长发育的影响，包括水分亏缺对植物形态结构、生理功能和代谢过程的影响。
我们将重点介绍植物在干旱胁迫下的响应机制，包括植物激素、转录因子、基因表达调控以及信号转导等方面的研究进展。
我们还将综述植物抗旱性改良的研究现状，包括传统育种、基因工程和组学技术在抗旱性改良中的应用。
我们将对植物抗旱性研究的前景进行展望，探讨未来研究方向和挑战。
通过本文的综述，我们期望能够为读者提供一个全面的视角，以了解植物对干旱胁迫响应的研究现状和发展趋势，为植物抗旱性研究和实践提供有益的参考和启示。
二、植物干旱胁迫的生理生态响应植物在面对干旱胁迫时，会表现出一系列的生理生态响应。
这些响应旨在最大限度地减少水分损失，提高水分利用效率，以及维持生命活动的正常进行。
在形态学方面，植物会通过减少叶片数量和大小，降低叶面积指数，以及增加叶片厚度和角质层等方式，来减少水分蒸发和蒸腾作用。
根系也会发生适应性变化，如增加根长、根表面积和根毛数量，以扩大水分吸收的范围和效率。
在生理方面，植物会通过调整气孔开闭，降低蒸腾拉力，以减少水分流失。
同时，植物还会提高叶片细胞液的浓度，如增加脯氨酸等溶质的含量，以降低渗透势，增强保水能力。
植物还会通过调节光合作用的速率和途径，以及调整呼吸作用等，以适应干旱环境下的能量代谢需求。
在分子层面，植物会表达一系列与干旱胁迫相关的基因，编码如转录因子、蛋白激酶、水解酶等抗旱相关蛋白，以调节和响应干旱胁迫。
植物抗旱性研究进展
植物抗旱性研究进展随着气候的变化和人类活动的影响，干旱已经成为全球范围内一个严重的环境问题。
干旱给农业生产和生态系统带来了严重的影响，因此研究植物的抗旱性已经成为植物生物学和生态学领域的热点之一。
近年来，科研人员通过多种途径和方法，取得了一些重要的研究进展，为提高植物的抗旱性提供了新的思路和途径。
本文将综述植物抗旱性研究的最新进展，包括植物抗旱分子机制、抗旱物质和抗旱基因的发现及应用，以及植物抗旱育种的新方法。
植物抗旱的分子机制是指植物在干旱胁迫下，通过一系列生理和生化反应，调节和维持细胞内外环境稳定，以适应干旱环境。
近年来，通过分子生物学、生物化学和遗传学等技术手段的研究，科研人员已经揭示出了一些重要的植物抗旱分子机制。
植物抗旱蛋白的研究取得了一些重要进展。
研究发现，一些蛋白质在干旱胁迫下会显著增加表达，起到调节细胞渗透压、稳定膜蛋白质和保护酶等作用，从而增强植物的抗旱能力。
还发现了一些抗旱相关的转录因子和信号转导通路，在植物抗旱过程中发挥着重要的作用。
植物抗旱与植物激素的关系也是研究的热点之一。
植物激素在植物生长发育和逆境胁迫响应中起着重要调节作用。
近年来，研究人员发现植物抗旱过程中，脱落酸、赤霉素、乙烯、脱落酸和生长素等植物激素的合成和信号转导通路发生了一系列的变化，从而调节植物的抗旱能力。
植物抗旱还与抗氧化系统密切相关。
在干旱条件下，植物会产生大量的活性氧自由基，造成细胞膜脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA损伤等，从而影响植物的生长和发育。
植物通过活性氧清除酶系统和非酶抗氧化物质等抗氧化系统，来清除过氧化物质，维持细胞内稳态，增强植物的抗旱能力。
二、抗旱物质和抗旱基因的发现及应用除了研究植物抗旱的分子机制之外，科研人员还通过对一些抗旱物质和抗旱基因的研究，为提高植物的抗旱性提供了新的途径和方法。
一些抗旱物质的研究取得了一些重要的进展。
脯氨酸是植物细胞内的重要生理活性物质，具有调节渗透压、稳定膜蛋白质和清除活性氧的作用，因此被认为是一种重要的抗旱物质。
植物干旱胁迫响应机制的生物学研究
植物干旱胁迫响应机制的生物学研究植物在生长过程中会遭受各种环境压力，其中干旱胁迫是影响植物生长发育的主要因素之一。
随着全球气候变化的加剧，干旱情况将更加突出。
因此，研究植物在干旱胁迫下的响应机制对于提高植物的耐旱能力有着重要的意义。
一、植物干旱胁迫的响应机制植物在受到干旱胁迫时会产生许多生理和生化反应，这些反应对于植物的适应和生存至关重要。
干旱胁迫导致植物体内水分量下降，从而影响植物各项生理过程的正常进行，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等。
为了适应干旱环境，植物会通过转录调控、信号传导和代谢物质积累等多种途径调节其生理和生化过程。
1、ABA的合成与积累ABA（Abscisic acid）是植物鉴别外界干旱胁迫的主要信号分子之一，其合成和积累过程对植物的适应具有重要的作用。
ABA的合成路径较为复杂，包括脱落酸（OPDA）、半胱氨酸、乙醇和C13-HSL等化合物的合成过程。
在干旱环境下，ABA的合成量会显著提高并积累于植物的各个器官中，从而触发植物体内一系列的响应机制。
2、开、闭孔调节植物的蒸腾作用是通过开、闭孔的调节实现的，而开、闭孔的调节是干旱胁迫下植物生理反应的一个重要组成部分。
干旱胁迫使植物体内水分含量减少，从而引发植物体内ABA水平的升高，ABA能够诱导影响细胞质蛋白水通道和其他通道的质膜蛋白质的表达，从而促进开孔发生，以释放过多积累的水分。
3、ROS代谢的响应由于干旱下水分蒸发，会导致植物细胞内压力变化，从而引起氧气代谢损伤及过度发生。
植物体内ROS（Reactive Oxygen Species）的增加与植物体内的抗氧化酶相关，如超氧化物歧化酶和过氧化物酶，这些抗氧化酶可调控ROS生成和代谢过程。
在干旱胁迫下，植物体内ROS的积累不仅会导致生物大分子的氧化损伤，而且还可以促进植物ABA合成和响应，从而调节植物在干旱环境中的适应性。
二、植物干旱胁迫响应机制的分子基础随着科学技术的发展，越来越多的研究表明，植物干旱胁迫响应机制与植物体内信号传导和调节分子之间的复杂互动有密切关系。
植物干旱胁迫响应的研究进展
植物干旱胁迫响应的研究进展作者：温琦赵文博张幽静来源：《江苏农业科学》2020年第12期摘要：干旱是影响植物正常生长发育和限制作物产量的主要非生物胁迫之一，会影响植物的生长、发育和繁殖等生命活动，同时也是研究得较多的逆境因子之一。
当土壤中的水分不能满足植物生长所需时，就会形成干旱的环境，而植物在受到干旱胁迫时，可以通过细胞对干旱信号的感知和传递来调节基因的表达并产生新的蛋白质，从而引起大量形态学、生理学和生物化学的变化。
本文通过对干旱胁迫下植物的生理生化指标、植物激素以及相关抗性基因和蛋白的变化进行综述，以期为耐旱植物品种的研究及抗性植株的培育提供理论参考。
关键词：植物;干旱胁迫;生理生化;植物激素;抗旱性由于植物只能固定在原始的生长环境中，因此，植物在整个生长和发育过程中容易受到各种非生物环境胁迫的影响，如盐渍、湿涝、高温、低温、重金属离子和干旱等[1]。
其中，干旱是影响植物正常生长发育和限制作物产量的主要非生物胁迫因子之一。
目前，世界陆地面积的1/3处于干旱或半干旱状态，干旱问题已经是一个普遍的问题。
同时，干旱也是限制作物产量的一个非常重要的影响因素，有报道表明，每年因干旱导致的作物减产达50%以上[2-4]。
作为一种多维胁迫，干旱可以引起植物中一系列从表型、生理学、生物化学和分子水平的变化，严重的干旱会导致光合作用终止和代谢紊乱，最终导致植物死亡[5]。
因此，对植物抗旱的研究显得尤为重要，探索植物的抗旱性对于研究植物的耐旱机制及培育耐旱植物新品种具有重要意义。
1 干旱胁迫下植物表型的变化植物对干旱胁迫的反应可以通过植物的表型来鉴定，主要依据植物在干旱条件下根系、叶片结构的变化等。
例如，水稻根系通过增加导管数量从而促进水分运输效率的提高，可以帮助植株抵御干旱[6]。
此外，根系分支与密度的增加也可促进水稻根系吸水，从而提高植株的抗旱性[7]。
有研究结果表明，大麦叶片气孔密度的减小可以增强其对缺水胁迫的耐受性，从而响应干旱胁迫[8]。
干旱胁迫及植物抗旱性的研究进展
新疆农业大学专业文献综述题目: 干旱胁迫及植物抗旱性的研究进展姓名: 库热·巴吐尔学院: 林学与园艺学院专业: 园艺（特色经济林）班级: 041班学号: 043231142指导教师: 海利力·库尔班职称: 教授2008年12月19日干旱胁迫及植物抗旱性的研究进展摘要：干旱(水分亏缺)是我国北方沙漠化地区植物生长季的主要环境胁迫因子。
本文从植物干旱的种类，植物对水分胁迫的生理反应，抗旱机理，植物水分胁迫的研究方法等几个方面，探讨植物抗旱研究的进展，存在问题及发展趋势，和干旱和高温在生理水平对植物光合作用影响机制的最新研究进展进行了综述，并对以后的相关研究进行了一些分析。
关键词：干旱胁迫；植物抗旱性，干旱机制干早(Drought)是限制植物生长发育，基因表达和产量的重要因子[1-4]，是气象与环境质量的指标，是指在无灌溉条件下，长期无雨或少雨，气温高，湿度小，土壤水分不能满足农作物的需要,使作物的正常生长受到抑制，甚至枯死,造成减产或无收的一种自然现象，一般分为大气干旱和土壤干早[5-6]。
全球干旱半干旱地区约占陆地面积的35%遍及世界60多个国家和地区。
我国是一个干旱和半干旱面积很大的国家，干旱半干旱的面积约占国土面积的52.5%,其中干旱地区占30.8%，半干旱地区占21.7%[7]。
植物的抗旱性是指植物在大气或土壤干旱条件下生存和形成产量的能力，抗旱性鉴定就是按植物抗旱能力大小进行鉴定，评价的过程[8-10]。
前人对于植物抗旱性的研究作了大量的工作，并在许多方面取得了突破性进展，为干旱半干旱地区的农林业生产提供了理论基础。
但这些研究都具有一定的局限性，主要表现为现有研究结果多数是针对植物某个或几个方面进行研究，如某些生理或生化指标，而这些研究指标只在某一时间范围内起有限的作用，用这些具有时间限制的少数几个指标来阐明植物抗旱的途径，方式和机理，或进行耐旱性评价都难以反映植物的真实情况，甚至会使某些最关键的问题被忽略。
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旱造成损失最大， 损失量超过其他逆境造成损失的总和
［2 ］
地球上约 1 /3 的土地面积属于缺少水分的干旱和半干旱区 域， 我国的干旱、 半干旱地区约占全国土地面积的 1 /2， 同时 季节性或临时性 其他半湿润甚至湿润地区也常会有周期性、 为了适应干旱胁迫， 在长期进化过程中， 一些植物已 的干旱， 经演化出了一套适应机制和策略。植物可以通过最大量地 吸收水分来避免干旱胁迫或将水分丧失减少至最低程度（ 如 叶片变小） 。有些植物忍耐水分胁迫是通过渗透 气孔关闭、 调节或渗透保护性物质的积累。 1 1． 1 干旱胁迫对植物的伤害 植物生长受到抑制 早期研究认为， 干旱造成叶片生
［14 ］ 降， 影响膜脂流动性， 导致膜功能减弱。林琪等 以小麦为 － 2 － －
研究发现， 在
中度缺水条件下， 马铃薯伤流液中 ABA 含量增加， 叶片气孔 光合作用不及气孔导度对土 导度受木质部中 ABA 的调控， ABA 壤干旱敏感， 在中度缺水时光合使用效率增加。另外， ABA 通过诱导保卫细胞中一氧化氮的 诱导抗旱的研究表明， 积累， 进而诱导气孔关闭是植物对干旱的适应 2． 3 渗透调节
［9 ］
长受限主要是膨压降低所致。但是越来越多的试验研究对 此予以否定。如在干旱条件下， 玉米幼苗叶片生长区的膨压 但其生长速率却显著受到抑制。这可能与细胞壁 基本不变， 的硬化响应有关
［3 ］
对宁南半干
马铃薯叶片 旱区不同施肥量下马铃薯光合特性的研究表明， 气温较低， 叶 气孔导度（ Gs ） 日变化表现为 8： 00 光照强度弱， Gs 也较大； 叶水势较高， 气孔张开较大， 片水分散失较少， 12： 00和 16： 00， 光照强度大， 气温高， 植株水分散失量加大， 叶水势也随之下降， 叶片气孔保护性部分关闭， 导致 Gs 下 Gs 又随 降。之后随着光照减弱， 气温回落， 气孔开张度增大，
［21 － 22 ］
。
渗透调节是抗旱性的一种重要机制。在干
叶片和根系渗透调节能力的生理效应主要是： ① 旱条件下， 增加水分吸收、 保持膨压， 改善细胞水分状况； ②改善水分胁 迫植物的生理功能， 维持一定的生长和光合能力， 提高植物 在低水势条件下的生存能力。 干旱胁迫时作物体内积累物质包括脯氨酸、 甜菜碱、 可 氯离子等无机离 溶性糖以及其他渗透调节物质 （ 如钾离子、 子） 。其中， 研究较多的渗透调节物质为脯氨酸。在正常情 况下游离脯氨酸含量仅为 0． 2 ～ 0． 6 mg / g（ DW） ， 占总游离氨 基酸的百分之几。而在干旱条件下其可成 10 倍增加， 相对 量可达 30% 以上
摘要 综述了干旱胁迫对植物的伤害机理及干旱胁迫下植物的生理反应， 并指出了今后需要进一步研究的问题。 关键词 植物； 干旱胁迫； 生理反应 中图分类号 X 174 文献标识码 A 文章编号 0517 － 6611（ 2011） 26 － 16475 － 03 Research Progress on the Physiological Response of Plants to Drought Stress TIAN Zaimin et al （ College of Agriculture and Forestry，Hebei North University，Zhangjiakou，Hebei 075131 ） Abstract The paper reviews the harm mechanism of drought stress to plants and the physiological response of plants to drought stress，and then points out some problems needed to be studied． Key words Plants； Drought stress； Physiological response
16476
安徽农业科学
2011 年
成丙二醛（ MDA） ， 破坏了膜结构。MDA 对细胞质膜和细胞 中的许多生物功能分子均有很强的破坏作用。它能与膜上 的蛋白质氨基酸残基或核酸反应生成 Shiff 碱， 降低膜的稳 加大膜透性， 促进膜的渗漏， 使细胞器膜的结构、 功能 定性， MDA 的增加既是细胞质 严重时导致细胞死亡。因此， 紊乱，
以 3 种甘薯为材
料， 研究了干旱胁迫对甘薯幼苗叶片的净光合速率 （ Pn ） 、 胞 气孔导度（ C ond ） 和蒸腾速率（ Tr ） 等光合特 间 CO2 浓度（ C i ） 、 3 种甘薯幼苗叶片的 Pn 、 结果表明， 干旱胁迫下， 性的影响， C ond 和 Tr 均降低， 而 C i 则呈先下降后上升的趋势。 1． 3 活性氧对植物的氧化伤害 Fridovich［12］ 提出生物自由 基伤害 学 说， 认 为 植 物 体 内 活 性 氧 自 由 基 （ Active Oxygen Species， AOS） 大量产生（ 毒害） 会引发膜脂过氧化作用， 造成 细胞膜系统的破坏， 直到植物细胞死亡。在正常生长环境条 件下， 植物细胞内活性氧自由基的产生与清除总是处于动态 平衡状态， 当植物受到环境胁迫时， 这种平衡就会被破坏， 致 使活性氧自由基大量积累， 对植物造成伤害。干旱胁迫下造 成对植物的伤害由细胞内活性氧自由基的产生与清除的不 平衡所致， 从而使膜脂发生过氧化作用或膜脂脱脂作用， 形
［13 ］ 膜受损的结果， 也是伤害的原因之一。宋志荣 以 3 个不同
小麦不同程度的水分胁迫过程中， 叶片和根中 ABA 含量均 从开花后迅速升至高峰， 随后降低， 且不同部位均表现出中 度胁迫条件下 ABA 含量较高。史刚荣
［19 ］
ABA 在干旱 指出，
pH 升高使 胁迫诱导气孔关闭的过程中起着信号转导作用， 叶肉细胞和表皮细胞的共质体从质外体分流 ABA 的能力下 降， 从而使 ABA 在保卫细胞附近的质外体中积累， 进而使其 与保卫细胞膜上的受体蛋白结合， 通过影响胞内钙离子浓度 进一步抑制内向钾离子通道， 激活外向钾离 和阴离子通道， 导致钾离子外流， 气孔关闭。Liu 等 子通道，
生物和非生物胁迫常常伴随着植物的生长发育， 其中 干旱、 盐、 温度是限制作物产量最主要的胁迫因素 光、
［1 ］
物合成减少
［6 ］
。
， 干 。
一般认为， 在轻度胁迫下光合速率的下降主要是气孔限 制。中度到严重水分胁迫时， 主要限制转化为非气孔因素。 目前， 判断光合速率下降是否受非气孔因素限制的依据是光 合速率（ P n ） 和气孔导度（ G s ） 下降与细胞间隙 CO2 浓度（ C i ） 的变化呈相反趋势
0062 ） ； 河北省科技 公益性行业（ 农业） 科研项目 （ nyhyzx07项目（ 07220216 ） ； 张家口市科技项目 （ 060189 ； 0711036C） 作者简介 田再民（ 1981 － ） ， 男， 内蒙古赤峰人， 讲师， 硕士， 从事农业 栽培生理研究。* 通讯作者， 教授， 从事植物生理生化的教 Email： nkxgxc@ 163． com 学与科研工作， 0523 收稿日期 2011基金项目
－
具有一定的清除活性氧的能力， 间断干旱胁迫和持续干旱胁 迫 2 种方式均导致小麦清除活性氧能力的上升， 复水后仍维 2 种干旱方式均导致小麦 H2 O2 清除能力下 持在较高水平， 降， 复水后仍低于正常水平。 2 2． 1 干旱胁迫下植物的生理响应 气孔行为
［16 ］
。张艳馥等［24］ 研究表明， 在正常浇水情
［23 ］
材料的研究表明， 小麦旗叶内 H2 O2 和 O2 水平随干旱胁迫 的加剧和衰老进程的加快而逐渐升高， 活性氧清除系统中的 SOD 和 CAT 活性逐渐下降， 膜脂过氧化产物 MDA 含量升 高， 导致叶片内可溶性蛋白质和叶绿素含量下降， 从而导致
［15 ］ 穗粒重下降。谭晓荣等 研究发现， 正常生长小麦的叶片
［20 ］
抗旱性的马铃薯品种为材料， 测定马铃薯叶片内 MDA 含量， 结果表明， 干旱胁迫下马铃薯幼苗 MDA 含量显著增加， 在轻 MDA 含量增加的幅度较小， 而在 度干旱胁迫下（ 胁迫 3 d ） ， MDA 含量增加幅度较大。 中等以上干旱胁迫下（ 胁迫 6 d） ， O2 可 活性氧中的 O2 在细胞内具有很强的毒害作用， 启动膜脂不饱和脂肪酸的过氧化作用， 而过氧化作用过程中 又产生 O 如此反复， 进一步增强了过氧化作用， 使质膜受 到严重伤害。另外， 干旱时 AOS 还会使膜脂发生脱脂化作 用， 使不饱和脂肪酸含量减少， 不饱和脂肪酸指数 （ IUFA） 下
， 即只有随着气孔的关闭 （ 气孔导度的
叶肉细胞间隙 CO2 浓度也相应下降时， 才可证明光合 减少） ， 而叶肉细 作用的降低是由气孔关闭造成的。如果气孔关闭， 胞间隙 CO2 浓度不变甚至有所提高， 则证明光合作用的下降 主要是叶肉限制所引起。卢从明等
［8 ］
对水稻光合作用的研
究表明， 干旱胁迫 1 d 后， 气孔导度的下降与光合速率降低相 气孔导度的下降幅度较光合速率大； 当水分 一致； 2 ～ 3 d 后， 光合速率的下降幅度较气孔导度大。这说明 胁迫 4 ～ 5 d 后， 轻度干旱导致气孔阻力增大， 光合速率降低， 同时暗示着存 在其他抑制光合作用进程的因素。于亚军等
［10 ］ 之增大。张敬原等 对水稻的研究表明， 干旱胁迫过程中，
。在干旱条件下细胞壁的硬化有效地限
制了植物绿叶面积的扩大， 因而也就显著地降低了植株的蒸 腾失水， 使植株有可能长时间存活。有研究认为， 细胞壁的 这种硬化现象是一种植物对水分亏缺反应的主动适应性前 馈机制 1． 2
［4 ］
。以玉米为材料的研究表明， 在干旱胁迫下玉米叶
Journal of Anhui Agri． Sci． 2011 ， 39 （ 26 ） ：16475 － 16477 安徽农业科学，