最新植物抗旱性生理生化机制的研究进展
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。
植物抗旱机理及抗旱性鉴定方法研究进展
植物抗旱机理及抗旱性鉴定方法研究进展植物的抗旱机理是指植物在干旱环境中如何调节水分平衡，以维持正常的生长和发育。
随着全球气候变暖，干旱问题日益严重，研究植物的抗旱机理和鉴定抗旱性的方法对于农业生产和生态恢复具有重要意义。
本文将介绍植物抗旱机理的研究进展和抗旱性鉴定方法。
植物的抗旱机理主要包括：减少蒸腾损失、增加水分吸收能力、调节植物生长和发育等方面。
在减少蒸腾损失方面，植物通过改变气孔的开闭来控制蒸腾速率。
一些植物能够在干旱条件下调节其气孔的开合，降低蒸腾速率，减少水分流失。
同时，植物根系的生长和分布也对抗旱起着重要作用。
植物根系的发达程度和分布范围影响着植物吸收水分和养分的能力，从而影响植物的抗旱性。
另外，植物还通过产生一些抗旱物质来调节自身的生理代谢，如抗氧化物质、谷胱甘肽等，以抵抗干旱引起的氧化应激。
目前，研究人员采用了多种方法来鉴定植物的抗旱性。
一种常用的方法是通过测定植物的生理指标来评估其抗旱性。
例如，测定植物的相对水分含量、叶绿素含量、脯氨酸含量等指标，可以反映植物在干旱条件下的水分状态和生理代谢水平。
另外，测定植物的根系性状也是评估抗旱性的重要指标。
根系的发育程度和分布范围可以反映植物的水分吸收能力和适应干旱的能力。
此外，还可以通过评估植物的生长和发育状况来判断其抗旱性。
例如，测定植物的生物量、叶面积指数、根冠比等指标，可以反映植物在干旱条件下的生长状况。
近年来，研究人员还采用了分子生物学和基因工程等方法来研究植物的抗旱机理和鉴定抗旱性。
例如，通过研究与植物抗旱相关的基因，可以揭示植物在干旱条件下的分子调控机制。
同时，通过转基因技术来提高植物的抗旱性也是研究的热点之一、通过引入抗旱相关基因或调控植物内源基因的表达，可以提高植物的抗旱能力，从而增加农作物的产量和耐旱性。
综上所述，植物的抗旱机理及抗旱性鉴定方法研究已经取得了一些进展。
随着研究的深入和技术的进步，相信将会有更多的抗旱机理被揭示，也将有更多的有效方法用于评估和提高植物的抗旱性。
植物抗旱性研究进展
植物抗旱性研究进展随着全球气候变化的加剧，干旱成为了一个全球性的问题，对农业生产和生态环境造成了严重的影响。
而植物作为生物体中受干旱影响最为显著的生物，其抗旱性成为了研究的热点之一。
通过对植物抗旱性的研究，可以促进对植物的良种选育和培育，进而提高农作物的抗旱能力，从而应对日益加剧的气候变化对农业生产的影响。
本文将从植物抗旱性发生的机制、植物抗旱基因的筛选以及植物抗旱性研究的前景展望等方面进行介绍和讨论。
一、植物抗旱性发生的机制植物抗旱性的发生是由多种生物学和生化学机制共同作用的结果。
常见的几种机制包括根系的发育和生长、渗透调节物质的积累、抗氧化酶系统的活化等。
在根系的发育和生长方面，植物的根系是与土壤中水分吸收和植物本身的抗旱性密切相关的组织。
一些植物在干旱胁迫下，会通过增加主根长度、侧根数量和表面积等方式来增强植物对水分的吸收能力，从而增强植物的抗旱能力。
而渗透调节物质的积累主要包括脯氨酸、可溶性糖类和脂肪酸等，这些物质可以在植物细胞内起到保护细胞膜的作用，维持细胞内外水分平衡，从而增强植物的抗旱能力。
抗氧化酶系统活化是植物在受到干旱胁迫时的一种生化反应，其主要作用是清除细胞内的自由基，减少氧化损伤，维持植物生长。
二、植物抗旱基因的筛选随着分子生物学和生物技术的不断发展，研究人员可以通过对不同物种的基因组进行测序和分析，从而筛选出与植物抗旱性相关的基因。
目前已经发现了一系列与植物抗旱性相关的基因，包括胁迫感应基因、转录因子基因、信号转导基因等。
这些基因可以通过生物技术手段进行功能验证和转基因应用，以提高农作物的抗旱能力。
在胁迫感应基因方面，一些可以响应干旱胁迫的植物基因已经被鉴定出来。
这些基因可以通过调控植物的生长发育、代谢途径和信号传导等方式来增强植物对干旱胁迫的适应能力。
乙烯合成基因和ABA信号传导基因等对植物的抗旱性具有重要影响。
一些转录因子基因也被发现可以调控植物对干旱胁迫的反应。
这些转录因子可以调控植物的抗氧化酶活性、渗透调节物质的积累、以及水分通道蛋白的表达等，从而增强植物的抗旱能力。
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。
植物抗旱抗旱机理及其相关基因研究进展
植物抗旱抗旱机理及其相关基因研究进展植物抗旱是指植物在干旱等恶劣环境下，能够通过一系列适应性生理和生化机制来维持生长和发育的能力。
植物抗旱机理主要涉及到水分利用效率提高、减少蒸腾速率、促进根系发育和增强细胞膜的稳定性等方面。
近年来，随着基因测序技术的快速发展，植物抗旱相关基因的研究进展迅速。
植物的抗旱机制主要包括避免脱水、渐进脱水耐受和耐旱维持三个阶段。
避免脱水是指植物通过调节气孔的开闭来减少水分蒸腾，防止脱水。
渐进脱水耐受是指植物在长期干旱时，通过一系列适应性调节，逐渐适应干旱环境并维持正常生长和发育。
耐旱维持是指植物在长时间干旱条件下，能够维持细胞内水分平衡，避免细胞脱水，保持生长和发育活力。
植物抗旱的分子机制涉及到多个基因家族的调控。
其中，ABRE （Abscisic Acid-responsive Element）、DRE（Drought-responsive Element）和LEA（Late Embryogenesis Abundant）等基因家族被广泛研究。
ABRE基因家族与植物在胁迫条件下的ABA合成与信号传导过程中发挥重要作用，参与调控植物抗旱能力的提高。
DRE基因家族是植物耐旱途径基础基因，参与调控植物在水分胁迫下的抗逆应答。
LEA基因家族的蛋白质在干旱逆境下的活化与折叠起到了关键作用，参与细胞质和叶绿体中蛋白质合成抗旱蛋白并降低脱水损伤。
除了以上基因家族，研究还发现其他抗旱相关基因，如水通道蛋白基因、抗旱酶基因、氮代谢酶基因等。
水通道蛋白基因能够调节植物细胞水分传输，提高植物的抗旱能力。
抗旱酶基因参与植物在干旱逆境下的生理代谢过程，保护细胞膜的完整性和功能。
氮代谢酶基因在植物受到干旱胁迫时能够促进植物根系的发育，增加植物对水分的吸收能力。
基因研究的进展有助于提高植物的抗旱能力，并为植物育种和遗传改良提供了理论基础。
通过转基因技术，研究者可以将抗旱相关基因导入非耐旱植物中，提高其抗旱能力。
植物抗旱性生理生化机制的研究进展
植物抗旱性生理生化机制的研究进展李宏富（宁夏大学生命科学学院，宁夏银川，750021）摘要：本文通过对植物的干旱类型、旱害机理、抗旱类型和特征以及在干旱逆境条件下的生理、生化上的变化进行总结,并对其研究前景进行了展望,以期为选育植物抗逆品种的研究提供参考，旨在促进植物抗旱机理方面的研究工作。
关键词:抗旱生理生化机制研究进展Research Progress on Physiological and Biochemical Mechanismof Plant Drought ResistanceLI Hong-fu(College of Life Science, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia, 750021)Abstract: The type and mechanism of plant drought, the type and characteristics drought resistance and the changes of stress conditions on plant physiological and biochemical function were summarized. The research prospect was prospected, in order to provide some reference for breeding anti-adversity varieties, and advance the research on mechanism of plant drought resistance.Key Words: Drought resistance; Physiological and biochemical mechanism; Research progress干旱、低温、高温、盐渍等不良环境是影响植物生长的重要因子,其作用于植物会引起植物体内一系列生理、生化和分子生物学上的变化,主要包括生物膜结构与组成的改变,许多特异性蛋白、糖、渗透调节物质(甜菜碱和脯氨酸等)的增加,和一些酶活性的变化等[1-2]。
植物抗旱性研究进展
植物抗旱性研究进展植物抗旱性是指植物在干旱环境下仍能正常生长和发育的能力。
随着全球气候变化和人类活动的影响，干旱成为世界各地面临的重要环境问题之一，也是影响农作物生产和生态系统稳定的重要因素之一。
研究植物的抗旱性对于解决这些问题具有重要意义。
本文将对植物抗旱性研究的进展进行综述。
随着遗传学、生物化学和生物技术的发展，研究人员对植物抗旱性的机制有了更深入的了解。
植物对抗旱的适应性机制主要包括减少水分蒸腾、增强水分吸收和保持、维持细胞和组织的水分平衡以及细胞能量和物质代谢适应。
在减少水分蒸腾方面，植物通过关闭气孔等控制气体交换和蒸腾作用来减少水分损失。
该机制由植物的内源性激素和调节因子控制，如脱落酸、乙烯和脱落酸感应蛋白等。
增强水分吸收和保持的机制是植物对抗旱的重要策略之一。
植物通过改变根系结构和功能，增加根毛的数量和长度，提高根系吸水能力。
植物还通过合成各种脂类物质，如脂肪酸和角鲨烷等，来减少水分的损失。
维持细胞和组织的水分平衡也是植物抗旱的重要机制之一。
植物通过调节细胞间质的盐浓度，维持细胞的水分平衡，避免细胞脱水和死亡。
植物还通过合成保护性蛋白和其他保护性物质来保护细胞器官的结构和功能。
细胞能量和物质代谢适应是植物对抗旱的另一个重要机制。
植物在干旱环境中通过调节细胞能量和物质的代谢途径来适应干旱胁迫。
植物可以通过增加ATP的合成和维持高水平的细胞内Ca2+浓度来提高细胞活力和健康状态。
近年来研究人员还利用分子生物学和基因工程技术来改良和提高植物的抗旱性。
通过转基因和基因编辑技术，研究人员可以将一些与抗旱性相关的基因引入植物中，如脱落酸感应蛋白基因、脱落酸合成基因和水分通道蛋白基因等，从而提高植物的抗旱性。
植物抗旱性研究在机制和应用方面取得了显著进展。
未来的研究可以进一步深入研究植物抗旱的分子机制和基因调控网络，并通过利用基因编辑和转基因技术进一步改良和提高植物的抗旱性。
这将有助于解决全球干旱问题，提高农作物的产量和质量，保护生态环境的稳定和可持续发展。
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植物抗旱性生理生化机制的研究进展李宏富（宁夏大学生命科学学院，宁夏银川，750021）摘要：本文通过对植物的干旱类型、旱害机理、抗旱类型和特征以及在干旱逆境条件下的生理、生化上的变化进行总结,并对其研究前景进行了展望,以期为选育植物抗逆品种的研究提供参考，旨在促进植物抗旱机理方面的研究工作。
关键词:抗旱生理生化机制研究进展Research Progress on Physiological and Biochemical Mechanismof Plant Drought ResistanceLI Hong-fu(College of Life Science, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia, 750021)Abstract: The type and mechanism of plant drought, the type and characteristics drought resistance and the changes of stress conditions on plant physiological and biochemical function were summarized. The research prospect was prospected, in order to provide some reference for breeding anti-adversity varieties, and advance the research on mechanism of plant drought resistance.Key Words: Drought resistance; Physiological and biochemical mechanism; Research progress干旱、低温、高温、盐渍等不良环境是影响植物生长的重要因子,其作用于植物会引起植物体内一系列生理、生化和分子生物学上的变化,主要包括生物膜结构与组成的改变,许多特异性蛋白、糖、渗透调节物质(甜菜碱和脯氨酸等)的增加,和一些酶活性的变化等[1-2]。
植物体表现为生长和代谢受到抑制,严重时甚至引起不可逆伤害,最终导致植株死亡[3-4]。
在全世界，干旱和半干旱地区的总面积约占陆地面积的30%以上。
在中国，干旱和半干旱地区约占国土面积的50%左右，大部分分布在北方和西北地区[5]。
因此，干旱是制约这些地区农业生产的主要限制因素。
如果再加上其它非干旱地区的季节性干旱的影响，干旱对农业生产的影响就更加严重。
因此，从植物角度，如何提高植物的抗旱性，就成为未来发展旱地农业的一个重要研究课题。
1 植物的旱害及抗旱性1.1 干旱及旱害干旱是一种因长期无雨或少雨使土壤水分缺乏、空气干燥的气候现象。
干旱在气象学上有两种含义：一是干旱气候，即干旱和半干旱地区气候的基本情况；二是气候异常，某段时间降水量大大少于多年平均值。
作物的水分状况取决于吸收和蒸腾两个方面，吸水减少或蒸腾过多都可引起水分亏缺。
因此，在抗旱生理研究中，根据干旱发生的场所和产生的原因，可分为三种：土壤干旱、大气干旱以及生理干旱[10]。
1.1.1 土壤干旱土壤干旱是指土壤可利用水缺乏。
当土壤干旱时，根系吸水满足不了叶片蒸腾失水的需要，植物发生水分亏缺，不能维持正常的生理活动，而受到伤害。
土壤干旱时将引起植物的永久萎蔫。
永久萎蔫指由于土壤水分缺乏引起的萎蔫，这种萎蔫，经过夜晩（停止蒸腾）也不能解除。
要解除萎蔫，必须给土壤补充水分。
1.1.2 大气干旱大气干旱指大气湿度过低、空气干燥。
大气干旱往往伴随着高温，使蒸腾过快，大大超过植物的吸水速率，破坏水分平衡，发生水分亏缺，对植物产生伤害。
大气干旱往往引起植物的暂时萎蔫。
这种萎蔫是由于蒸腾过于强烈引起的，经过夜晩可以恢复的萎蔫。
1.1.3 生理干旱生理干旱是指土壤不缺水，但其它不良土壤状况或根系自身的原因，使根系吸不到水分，植物体内发生水分亏缺的现象。
不良土壤状况包括盐碱、低温、通气状况不良、存在害物质等，它们都阻碍根系吸水，使植物发生水分亏缺。
生理干旱的结果与土壤和大气干旱相同。
1.2 旱害的机理干旱对植物的伤害体现在三个方面[16,17]：（1）整体水平：一是抑制生长，降低产量；二是使植物死亡。
干旱抑制生长和使植物死亡具有不同的机理；（2）器官、组织水平：生长受抑，失去正常功能，部分或全部坏死；（3）细胞水平：代谢失调，膜损伤，失去正常功能，甚至死亡。
1.2.1 干旱抑制植物生长的机理干旱抑制植物生长的机理主要表现在以下几个方面：（1）降低细胞膨压，抑制细胞扩大和分裂，从而抑制植物的伸长生长。
干旱使植物体内发生水分亏缺，结果降低细胞膨压，抑制细胞扩大和伸长生长。
细胞的扩大，必须通过吸水膨胀才能表现出来，所以，如果缺水，细胞不能吸水膨胀，就不能扩大；（2）抑制光合作用，降低光合效率。
光合作用的下降有两个因素：气孔因素和非气孔因素[12]。
气孔因素就是由于气孔阻力增大，影响CO的吸收，从而降低光合作用，气2孔关闭的水势值与光合速率下降的水势值相近。
因此，在水分胁迫的初期，光合速率下降的主要因素是气孔因素。
非气孔因素是指绿色细胞光合活力下降导致的光合速率的下降。
在较严重的干旱胁迫下，人为增加CO浓度，光合速率也不增2大，因此，光合作用的抑制因子主要是非气孔因素。
此外，干旱影响叶片的扩展，降低光合面积，所以干旱通过降低光合速率和光合面积降低植物的光合效率，减少植物的碳素营养，影响植物的生长；（3）呼吸代谢异常。
在干旱胁迫下，呼吸作用变化的总趋势是电子传递和氧化磷酸化偶联减弱，减少ATP的形成，呼吸效率降低；（4）物质代谢紊乱。
随着干旱引起的水分亏缺加剧，体内的合成酶活性下降，合成代谢减弱，分解代谢加强。
用于形成细胞的物质减少，生长受到抑制；（5）抑制根系的吸收作用，减少矿质营养供应；（6）抑制促进生长激素合成，促进抑制生长激素合成，促进乙烯的合成，加速叶片衰老，降低光合面积，这在严重干旱条件下，也是一种适应性反应，减少蒸腾面积。
干旱也促进ABA的产生，ABA抑制生长[15]；（7）细胞结构变化。
细胞结构变化包括细胞膜透性增大和细胞膜结构破坏两个方面。
干旱引起的上述有害效应，在轻度干旱或短期干旱下，不会导致植物细胞的立即死亡，但却抑制生长，降低生物产量和经济产量。
1.2.2 干旱胁迫下细胞膜损伤的机理在重度水分亏缺下，干旱抑制生长和干旱致死都与细胞膜损伤有关，特别是在快速脱水或突然复水时所导致的植物体死亡。
干旱胁迫对细胞膜损伤的机理主要有以下三种学说：（1）细胞膜机械伤害学说：当细胞吸水或失水时，细胞原生质体和细胞壁都会发生收缩和膨胀，但两者收缩或膨胀的程度和速度不同，当细胞过度失水时，原生质收缩超过细胞壁的收缩能力，原生质收缩，由于原生质与胞壁某些部分具有粘连，原生质体可能被撕破，即使原生质体与细胞壁没有粘连，原生质体收缩程度大于细胞壁，原生质体质膜外侧由于缺乏亲水物质的保护而使膜破裂，这可能是原生质体脱水伤害的主要原因[11]。
当细胞过度失水后，突然复水，由于细胞壁的吸水膨胀速度大于原生质体，胞壁膨胀时可能会将原生质体拉破；（2）细胞膜构型变化：与细胞膜紧密结合的水分子层是细胞膜稳定的重要因素，因此，当干旱引起极度脱水时，细胞膜失去水层，使膜脂分子的排列发生改变，从双分子层结构改变为六角型，或微团结构，使膜上出现亲水通道和裂缝，使内含物向外渗漏，同时由于细胞膜失水和膜脂分子排列的改变，使蛋白在膜上的位置和构形发生改变，丧失生物活性[13]；（3）自由基（活性氧）伤害学说：干旱胁迫导致活性氧的大量积累，从而破坏细胞膜的结构和功能。
1.3 植物的抗旱性1.3.1 抗旱植物的类型植物对干旱的抵抗或适应能力称为抗旱性。
根据植物对水分的需求情况，植物可分为三种类型：水生植物、中生植物和旱生植物[10]。
旱生植物是抗旱性非常强的植物，根据它的抗旱机制可分为两种类型：避旱性和耐旱性。
避旱性是指植物通过各种机制（途径）避免干旱引起的脱水，保持较高含水量。
耐旱性指植物具有耐脱水的能力，具有耐脱水性的植物，在干旱条件下不能避免脱水，但可耐受脱水，如苔藓，地衣等。
栽培植物大多是中生植物，不存在典型的避旱性和耐旱性，所以栽培作物的抗旱性是避旱性和耐旱性的综合作用。
1.3.2 抗旱植物的特征借鉴旱生植物的抗旱机制，抗旱植物应具有下列特征：（1）发达的根系，可吸收土壤深层的水分，在干旱时保证充足的水分供应；（2）灵敏的气孔调节能力和特殊的气孔结构，如气孔内陷，发达的角质层，减少蒸腾失水；（3）在干旱时，叶片卷曲或脱落，降低蒸腾面积，减少蒸腾损失；（4）渗透调节能力强，增大细胞保水或吸水能力；（5）细胞体积小，减轻脱水时的机械损伤；（6）细胞原生质含有较多的保护性物质，如活性氧清除能力强等。
2 干旱胁迫下植物生理生化的变化机制2.1.1 干旱胁迫与细胞膜变化和活性氧代谢干旱胁迫时,细胞中生物活性氧的积累是造成细胞伤害乃至死亡的主要原因。
在遭受干旱胁迫后，活性氧自由基积累导致膜脂过氧化，植物细胞的结构受到影响，细胞质膜相对透性增加，体内氧化物质增加，从而会导致细胞膜发生过氧化。
许多树种相关研究显示,质膜透性与细胞膜过氧化产物丙二醛(MDA)含量的高低与细胞膜的伤害程度一定程度上呈正相关关系[18-19]。
干旱胁迫可促使植物中活性氧的产生，从而伤害细胞，活性氧含量随干旱胁迫的加剧而增加。
在此情况下，植物能产生不同的保护酶和非酶保护物质，以解除增加的O2-和H2O2的伤害。
超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)是植物体内清除O2-和H2O2的重要保护酶,SOD,CAT和POD的活性与含量与林木的抗旱性呈正相关关系[20]。
2.1.2 干旱胁迫与渗透调节植物的渗透势反映了细胞的吸水能力和植物组织水分状况，是衡量植物抗旱的一个重要生理指标之一。
干旱时，不同器官或不同组织间的水分将会按水势大小重新进行分配，即水分从水势高的部分流向水势低的部分[21]。
渗透调节作用作为植物适应水分胁迫的重要生理机制，与植物抗旱性密切相关。
渗透调节能增加细胞溶质浓度，降低渗透势，保持膨压，缓和脱水胁迫，有利于保持水分和细胞各种生理过程的正常进行[22-23]。
与植物抗旱性相关的渗透调节物质主要有脯氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)、脱落酸(ABA)、甜菜碱等。
它们在植物受胁迫时，起到稳定生物大分子的结构和功能的作用[24]。
2.1.3 干旱胁迫与相关基因蛋白植物为了抵御或适应干旱，在生长发育过程中会发生一系列的生理生化变化。