作物对干旱胁迫的响应机制研究进展
《2024年耐旱春小麦根际微生物对干旱胁迫的响应机制》范文
《耐旱春小麦根际微生物对干旱胁迫的响应机制》篇一一、引言随着全球气候变化的加剧，干旱已成为农业生产中面临的主要挑战之一。
耐旱春小麦作为我国北方重要的粮食作物，其抗旱性能和生长机制一直是农业科学研究的热点。
根际微生物作为植物生长的重要伙伴，在植物应对干旱胁迫过程中发挥着关键作用。
本文将探讨耐旱春小麦根际微生物对干旱胁迫的响应机制，为进一步研究农业生态系统中耐旱性的调控和利用提供理论依据。
二、耐旱春小麦根际微生物的重要性根际微生物是指附着在植物根际的微生物群体，对植物的生长和发育具有重要影响。
在耐旱春小麦的生长过程中，根际微生物通过改善土壤环境、促进养分吸收等途径，增强植物的抗旱性能。
此外，根际微生物还能通过调节植物激素的合成与分泌，影响植物对干旱胁迫的响应。
因此，研究耐旱春小麦根际微生物对干旱胁迫的响应机制具有重要意义。
三、耐旱春小麦根际微生物对干旱胁迫的响应过程1. 根际微生物种群的变化在干旱胁迫下，耐旱春小麦根际微生物的种群结构发生变化。
某些适应性强的细菌、真菌和放线菌等微生物种类在根际大量繁殖，它们通过分泌各种生物活性物质，如酶、激素等，帮助植物应对干旱胁迫。
2. 根系分泌物的影响耐旱春小麦在干旱胁迫下会分泌一系列物质，如有机酸、氨基酸等。
这些物质为根际微生物提供了营养来源，促进了微生物的生长和繁殖。
同时，根系分泌物还能调节根际微环境的pH值和氧化还原电位，为微生物提供了适宜的生长环境。
3. 植物激素的调节作用植物激素在耐旱春小麦应对干旱胁迫过程中发挥重要作用。
根际微生物能合成并分泌多种植物激素，如赤霉素、细胞分裂素等，这些激素能调节植物的生长和发育，提高植物的抗旱性能。
此外，植物激素还能促进根系分泌物的释放，进一步影响根际微生物的种群结构和功能。
四、耐旱春小麦根际微生物响应干旱胁迫的机制1. 微生物的固氮、解磷作用耐旱春小麦根际微生物具有固氮、解磷等作用，能改善土壤养分状况，提高土壤肥力。
《2024年蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制研究》范文
《蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制研究》篇一一、引言干旱是农业生产中常见的环境胁迫之一，它对植物的生长和产量造成了严重影响。
因此，了解植物如何响应干旱胁迫，特别是通过分子机制进行应答，是植物生理学和生态学的重要研究课题。
蒙古黄芪作为一种具有重要药用价值的植物，其抗旱性及分子应答机制的研究具有重要的理论和实践意义。
本文旨在探讨蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制，以期为提高其抗旱性提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本研究所用材料为蒙古黄芪，采自干旱地区的自然环境。
2. 方法（1）干旱胁迫处理：将蒙古黄芪幼苗置于不同梯度的干旱胁迫条件下，观察其生长状况。
（2）生理生化指标测定：测定干旱胁迫下蒙古黄芪的生理生化指标，如叶绿素含量、MDA含量、SOD活性等。
（3）基因表达分析：通过RNA-Seq等分子生物学技术，分析干旱胁迫下蒙古黄芪的基因表达情况。
（4）分子生物学实验：构建基因过表达、沉默等转基因植株，研究相关基因的功能。
三、结果与分析1. 干旱胁迫对蒙古黄芪生长的影响通过对不同梯度的干旱胁迫处理，我们发现随着干旱程度的加剧，蒙古黄芪的生长受到越来越严重的抑制。
具体表现为株高降低、叶片萎缩、生物量减少等。
这表明干旱胁迫对蒙古黄芪的生长具有明显的负面影响。
2. 生理生化指标的变化在干旱胁迫下，蒙古黄芪的叶绿素含量降低，MDA含量升高，SOD活性增强等生理生化指标发生变化。
这些变化是植物对干旱胁迫的响应，有助于植物适应干旱环境。
3. 基因表达分析通过RNA-Seq等技术，我们发现干旱胁迫下蒙古黄芪的基因表达发生了显著变化。
其中，一些与抗旱相关的基因被激活，如编码脱水素、晚期胚胎丰富蛋白等的基因。
这些基因的激活有助于提高蒙古黄芪的抗旱性。
4. 分子应答机制研究通过构建基因过表达、沉默等转基因植株，我们发现某些基因在抗旱过程中发挥了关键作用。
例如，过表达某些基因可以显著提高转基因植株的抗旱性，而沉默这些基因则导致植株对干旱胁迫更加敏感。
植物对干旱胁迫的响应及适应机制研究
植物对干旱胁迫的响应及适应机制研究植物是受到各种环境因素影响的生物体，其中干旱胁迫是最为常见的一种。
在全球气候变化的背景下，干旱胁迫对植物生长和产量的影响日益显著。
因此，深入研究植物对干旱胁迫的响应及适应机制，对于提高农作物产量和维持生态系统平衡具有重要意义。
一、植物对干旱胁迫的响应植物对干旱胁迫的响应主要包括生理和分子水平的调节。
在受到干旱胁迫后，植物会发生一系列的生理变化，以适应干旱环境。
1. 蒸腾作用植物叶片的蒸腾作用受到环境因素的影响比较大，而干旱环境会导致植物减小蒸腾作用，以降低水分流失。
例如，一些先进的品种，如白菜（Brassica rapa）、胡萝卜（Daucus carota）和甜菜（Beta vulgaris），具有较低的蒸腾率，并避免了干旱所导致的液压破裂。
2. 焦磷酸途径植物在经历干旱胁迫时为了保持能源供给，会通过焦磷酸途径抑制光合作用的消耗。
焦磷酸途径是一种能量代谢过程，通过将光合产物转化为有机酸和糖，进而提供能量。
干旱胁迫时，这一途径起到了保护和适应的作用，使植物在干旱环境下仍然能够维持一定的生长。
3. 抗氧化酶植物在受到干旱胁迫时会产生氧化应激。
氧化应激会导致细胞膜、蛋白质和核酸的氧化损伤。
为了抵抗氧化损伤，植物会启动抗氧化酶的系统。
这些酶能够清除自由基，保护细胞正常的代谢活动。
二、植物对干旱胁迫的适应机制1. 节水性植物在长期的进化过程中逐渐具有了节水性，这种适应机制使得植物能够适应干旱环境。
植物的根系能够控制水分的吸收，通过细胞的吸水调节机制进一步将水分存储在根系中。
在水分缺乏的条件下，植物可以通过细胞间多孔的脉管结构将水分输送到其他部位，从而实现水分利用的最大化。
2. 裸子植物的利用裸子植物是指没有花瓣、雄蕊和雌蕊的植物，它们通过不断进化适应了干旱环境，成为适应干旱土地的优良物种。
一些裸子植物，例如石松（Selaginella spp.）和铁角蕨（Pteridium aquilinum），适应了极其干燥和恶劣的土地，能够存活多年，生存能力和适应性极强。
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。
《2024年蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制研究》范文
《蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制研究》篇一一、引言作为我国特有的珍稀药用植物，蒙古黄芪（Astragalus membranaceus）具有极高的药用价值和经济价值。
然而，由于其生长环境的特殊性，常常面临干旱等环境胁迫的挑战。
近年来，随着全球气候变化的加剧，干旱问题日益严重，对蒙古黄芪的生长和产量造成了严重影响。
因此，研究蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制，对于保护和利用这一珍稀药用资源具有重要意义。
二、干旱胁迫对蒙古黄芪的影响干旱胁迫对植物生长具有显著影响，主要表现在生理、生化及分子水平上。
在生理水平上，干旱胁迫会导致蒙古黄芪的生长速度减缓，叶片出现失水、黄化等现象；在生化水平上，干旱胁迫会影响蒙古黄芪的代谢过程，导致营养物质合成受阻；在分子水平上，干旱胁迫会引发一系列基因表达的变化，从而影响蒙古黄芪的抗逆能力。
三、蒙古黄芪对干旱胁迫的响应面对干旱胁迫，蒙古黄芪通过多种方式来应对。
首先，在生理响应方面，蒙古黄芪通过调节气孔开闭、提高渗透调节能力等来应对干旱环境。
其次，在生化响应方面，蒙古黄芪通过调整代谢途径、合成抗逆物质等来增强自身的抗逆能力。
此外，在分子响应方面，蒙古黄芪通过激活相关基因的表达、调控信号转导等来应对干旱胁迫。
四、分子应答机制研究为了深入探究蒙古黄芪对干旱胁迫的分子应答机制，研究者们采用了一系列分子生物学技术手段。
首先，通过转录组测序技术，可以全面了解干旱胁迫下蒙古黄芪的基因表达谱；其次，利用生物信息学分析手段，可以进一步筛选出与抗旱相关的基因；最后，通过基因克隆、表达分析等技术手段，可以验证这些基因的功能及作用机制。
这些研究有助于揭示蒙古黄芪抗旱的分子基础和调控网络。
五、结论通过对蒙古黄芪对干旱胁迫的响应及分子应答机制的研究，我们可以更好地了解这一珍稀药用植物在面对环境压力时的生存策略。
这不仅有助于保护和利用这一珍稀药用资源，还为其他植物的抗旱研究提供了有益的参考。
拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制研究
拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制研究拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制研究植物在生长过程中常常面临干旱胁迫的挑战，而拟南芥（Arabidopsis thaliana）作为一种常用的模式植物，被广泛应用于植物逆境适应性机制的研究。
其中，拟南芥CHR16基因在干旱胁迫中起着重要的调控作用。
本文将探讨拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制。
拟南芥CHR16基因位于植物染色体的16号位点上，编码一个蛋白质。
研究表明，在干旱胁迫下，CHR16基因的表达水平显著增加。
为了探究该基因在干旱胁迫中的功能及调控机制，许多研究组聚焦于CHR16基因的转录调控。
研究表明，干旱胁迫诱导了许多转录因子的表达，其中一些转录因子被认为是CHR16基因的调控因子。
进一步的分析发现，这些调控因子能够结合到CHR16基因的启动子区域，从而激活其转录。
此外，还有研究揭示了一些微小RNA的参与。
这些微小RNA通过与CHR16基因的mRNA结合，调控了其转录水平。
这些研究结果表明，CHR16基因的转录调控在拟南芥干旱胁迫响应中起着关键作用。
除了转录调控外，拟南芥CHR16基因的翻译调控也受到很多研究者的关注。
研究发现，在干旱胁迫下，CHR16基因的翻译水平也有所变化。
进一步的研究发现，一些RNA结合蛋白与CHR16基因的mRNA结合，从而影响其翻译水平。
此外，还有研究发现，一些翻译调控因子能够与CHR16基因的编码蛋白相互作用，进而调控其活性。
这些研究结果表明，CHR16基因的翻译调控也在拟南芥干旱胁迫响应中发挥重要作用。
除了转录和翻译调控外，拟南芥CHR16基因在干旱胁迫响应中还受到其他生物化学途径的调控。
其中，激素信号和信号转导通路发挥了重要作用。
研究表明，干旱胁迫能够激活一些植物激素的合成和信号传递。
这些激素通过转录和翻译调控，影响CHR16基因的表达和活性，进而调控干旱胁迫下的植物生理过程。
此外，一些信号转导通路如丙二酸、钙信号通路等也参与了CHR16基因的调控。
植物激素在干旱胁迫中的调控机制研究
植物激素在干旱胁迫中的调控机制研究随着全球气候变化的影响越来越明显，干旱作为重要的自然灾害问题备受关注。
对于植物来说，干旱胁迫将影响其生长、发育和产量，因此探究植物抵御干旱胁迫的调控机制对于保障农业生产以及生态环境的可持续发展具有重要意义。
在这方面，植物激素作为内外环境信号的重要调节物质，其在植物抵御干旱胁迫中的调节机制备受研究者的关注。
一、干旱胁迫对植物生长发育的影响干旱胁迫通常会导致植物的生理代谢活动发生改变。
例如，水分亏缺会使得植物细胞内的水势降低，细胞失去稳定性，导致叶片卷曲、植株凋萎。
同时，干旱胁迫也会引起植物生理代谢通路的改变，如可溶性蛋白质和抗氧化酶的表达水平升高，以适应干旱环境对植物产生的胁迫。
在这一过程中，植物激素的变化对于植物的表现和应对具有关键的作用。
二、植物激素在干旱胁迫中的调控作用1.赤霉素在干旱逆境下的调节作用赤霉素是植物生长素中的一种，其能够促进植物生长发育。
然而，在干旱逆境下，植物体内的赤霉素含量会发生变化。
研究表明，赤霉素含量下降能够帮助植物抵御干旱胁迫。
这是因为赤霉素对于植物分生组织的发育和组织修复都需要一定的水分支持。
在干旱胁迫下，植物分生组织的生长会受到影响，赤霉素降低能够帮助植物合理分配有限水分，从而维持其生长发育。
2.ABA在干旱逆境下的调控作用ABA是植物重要的胁迫响应激素之一，其含量在干旱胁迫下会大量增加。
研究表明，ABA能够抑制植物的生长发育，同时调节水分的摄取和分配。
在干旱胁迫下，ABA能够降低植物气孔的开度，减少水分蒸发。
另外，ABA还能够促进根系的生长，从而提高植物对水分的吸收能力，有利于维持植物在干旱环境下的生长发育。
3.茉莉酸在干旱逆境下的调控作用茉莉酸是与植物生长发育、抗逆能力密切相关的激素。
研究表明，茉莉酸能够加强植物对干旱胁迫的抵抗能力。
在干旱逆境下，植物体内的茉莉酸含量升高，能够促进一系列抗氧化酶的产生，对于缓解干旱环境对于植物产生的氧化损伤有重要的作用。
干旱胁迫下植物响应机制研究进展
ｍ ｉ Ｒ Ｎ Ａ ｓ 。 参 与 植 物 的 生长 发 育 的 各个 过程 ，而 这 些过 程 也 需 要 多种 激 素 的协 调 作 用 。 很多ｍ ｉ Ｒ ＮＡ ｓ的 表 达受 植 物 激 素 的
诱导，其 中一 些能被多种激 素调节 。 目前 已知最少有 ４种
ｍ ｉ Ｒ ＮＡ ｓ 被 证 实 受 一 种 以 上 激 素 的 调 节 。其 中一 些 ｍ ｉ Ｒ Ｎ Ａ ｓ 受 赤 霉 素 、脱 落 酸 和 乙烯 调 节 ，还 有 一 些 能 够 响 应 赤 霉 素 、
、
脱落酸（Ａ Ｂ Ａ ）的作 用
脱落 酸ｆ Ａ Ｂ Ａ ） 是 植 物 五 大 类 激 素 之 一 ，当 植 物 处 于 干
旱环境下 ， 植 物体 内脱落 酸（ Ａ Ｂ Ａ ） 大 量增加，使植 物对不利
环 境 产 生 抗 性 。 脱 落 酸（ Ａ Ｂ Ａ ） 的 主 要 任 务 就 是 干 旱 下 传 递 根 源 信 号 和 控 制 气 孔 导 度 的 变 化 。脱 落 酸 （ Ａ Ｂ Ａ ） 在 根 和 叶 中都 能 合 成 ，脱 落 酸 （ Ａ Ｂ Ａ ） 调 节气 孔 开 闭 和 促 进 根 系对 水 和 离 子
细胞分裂素 的研究主要集 中在玉米 素（ ｚ ） 和玉米 素核苷（ Ｚ Ｒ ）
这 两 种 物 质 上 。赵 领 军 ［ ７ 】 等 认 为 在 不 同程 度 的干 旱 胁 迫 下 ， 根 系细 胞 分 裂 索（ Ｃ Ｔ Ｋ ｓ ） 大 量 增 加 。刘 瑞 显【 ８ １ 等 提 出棉 花花 铃
一
农业 经 济
Ｎ ｏ ｎ ｇ ｙ ｅ ｊ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ
／ …
干旱胁迫下植物响应机制研究进展
梁 蕊 芳 徐 龙 岳 明 强
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Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ
Ｈｅｂｅｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
编辑曹娜
作物对干旱胁迫的响应机制研究进展
闫志利，牛俊义
（甘肃农业大学农学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：干旱是制约作物生长发育的重要环境因子。从作物生长形态、溶质积累、光合作用、超微结构、呼吸作 用、蒸腾作用、内源激素、代谢系统、保护酶系统、产量和品质１０个方面，综述了作物对干旱胁迫响应机制 的研究进展。 关键词：作物；干旱胁迫；响应机制；研究进展
２００９篮
胞分裂素（ＣＴＫ）含量降低。但也有报道，许多作物在
干旱胁迫下，吲哚乙酸（ＩＡＡ）含量下降。同时，ＣＴＫ
保护细胞膜免遭氧化伤害。ＳＯＤ是１种在植物体中普遍 存在的极为重要的金属酶，直接控制植物体超氧阴离子 自由基（０ｆ・）和过氧化氢（Ｈ：Ｏ：）的浓度。ＣＡＴ专 一清除植株体内的Ｈ：Ｏ：，与ＳＯＤ协同作用，最大限度 地减少羟自由基（・ＯＨ）的形成。ＰＯＤ在逆境胁迫下， 既可清除Ｈ：Ｏ：，表现为保护效应；还可参与活性氧的 形成，表现为伤害效应旧１。各种保护酶协调一致，使 作物体内自由基维持在一个较低的水平，从而避免活性 氧（ＲＯＳ）伤害。在作物不同生育期，各种酶发挥的作 用不同。前人的研究结果也因所选作物种类、品种特性 和干旱胁迫强度而异，尚未得出较为一致的结论。但在 干旱胁迫下，作物过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）和叶片 质膜透性（ＲＣ）均呈上升趋势Ｈ
如果气孔关闭而叶肉细胞间隙ＣＯ，浓度不变甚至还有所 提高，则证明光合作用的下降主要是由叶肉细胞或叶绿 体等光合器官的光活性下降引起的。
４作物超微结构的响应机制
作物在干旱胁迫条件下，细胞自由基积累平衡机制 遭到破坏，造成膜脂过氧化和脱脂化，使大量电解质外 渗，电导率增加，细胞透性加大¨…。耐旱性品种电解 质外渗量小，膜透性增加幅度小；不耐旱品种外渗量
ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｄｒｏｕｇｈｔ
ｓｔｒｅｓｓ
ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ，ｓｏｌｕｔｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，
ｓｙｓｔｅｍ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
ｕｌｔｒａ．ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ，ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ ｈｏｒｍｏｎｅ，ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｒｏｐ；Ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ；Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ
一１．３
至被完全破坏Ⅲ。。李云荫心¨认为，膜脂过氧化导致的 伤害可能不是干旱胁迫对植物细胞膜造成伤害的原始机 制，但干旱胁迫造成膜伤害必然涉及叶绿体与线粒体等 细胞器，从而导致光合作用和呼吸作用减弱。闫风霞 等ｍ－认为干旱胁迫导致叶绿体膜受损，中度胁迫可使 基粒类囊体膨胀，间质片层增大；严重胁迫会使类囊体 发生扭曲现象。姜孝成等∞１发现水稻开花灌浆期遇到 干旱胁迫导致细胞膜透性增加，膜结构受到破坏。不同
种等具有重要的现实意义。
死亡旧Ｊ。在干旱胁迫下，作物幼叶向老叶夺水，促使老 叶枯萎死亡。蒸腾速率高的功能叶向分生组织和其他幼 嫩组织夺水，使一些幼嫩组织失水，造成作物发育不 良口１。干旱胁迫使作物分配到根的生物量、功能根的数
量和长度都会增加。适度的干旱胁迫可以改善根系的形
作物的抗旱性状由多基因控制，受遗传等因素影
响。作物对干旱胁迫的响应机制集中表现在生长形态响
态，增加分枝次（级）数以及深层根数量和长度，提 高根系活力，使作物更加充分地利用土壤水分Ｈｊｌ。严
重干旱胁迫会导致作物次生根数量减少，影响根毛发
应、生理生化响应和产量品质响应等方面。不同作物甚 至是同一种作物的不同品种，对干旱胁迫的响应机制也 不尽相同。在研究与运用作物对干旱胁迫的响应机制 时，必须重视干旱胁迫程度、时期、历时与作物自身生 理代谢等过程的关系。只有系统地研究作物在不同生育 期、不同水分条件下各项生理生化指标的变化状况，才 能科学确定干旱生境与作物生理乍化过程及产量之间的 内在关系，阐明干旱减产的主要原因，为提高作物生产
膜脂过氧化作用密切相连。Ｇａ｛！ｆｍ。认为耐旱的植物在干 旱条件下，叶绿体外膜变得模糊．基粒消失，类囊体数
认为，多数禾谷类、豆类和棉花等作物在干旱条件下会
积累大量的脯氨酸，有的还积累甜菜碱。此外，作物在
干旱条件下，体内的有酸和氨基酸等溶质以及Ｃａ２＋、
Ｍｇ“、Ｋ＋、Ｃｌ一、ＮＯ；等主要离子积累也会增加。李
１作物生长形态的响应机制
在干旱条件下，作物生长形态在细胞、器官、个体 和群体等各个水平上都会出现相应的变化。干旱胁迫导 致细胞脱水，原生质向内收敛，细胞的延伸生长受到抑 制。干旱生境下，作物细胞的表皮膜的渗透性会降低
１—２个数量级，叶片气孔关闭…。干旱胁迫使作物地
收稿日期：２００９－０２・１３ 基金项目：国家“十一五”科技支撵计划项目（２００６ＢＡＤ２９８０７） 作者简介：同志利（１９６３一），男，河北滦南人。高级农艺师，博士， 主要从事作物栽培与生态生理研究。
ｅｎｚｙｍｅｓ，ｙｉｅｌｄ ａｎｄ
干旱胁迫是目前对作物生产力最具普遍影响的环境
胁迫，所造成的产量损失超过其他各种胁迫因素造成损
上部分的指标，如茎高（Ｈｔ）、总叶面积（Ｌａ）、总生 物量干重（１ｂ）、籽粒干重（ＧＭ）和比叶面积（Ｓｌａ）
等降低，根冠比（Ｒｓ）升高，严重时会引起整株作物
失的总和。长期以来，如何提高作物的抗旱性，使作物 能够在干旱胁迫生境下获得较高的品质和理想的产量， 一直是人们关注的焦点和研究的热点。探明作物对干旱 胁迫的响应机制，对确立作物抗旱栽培技术以及抗旱育
万方数据
第４期
国志利等：作物对干旱胁迫的响应机制研究进展
・７・
下可溶性糖和脯氨酸均明显增加¨０’¨１，大麦植株体内游
离脯氨酸的积累量与品种的抗旱性呈正相关¨引。研究
相对电导率虽明显增加，但叶水势阈值较低Ⅲ】。此外， 干旱胁迫引起细胞超微结构的其他变化也会破坏叶绿 体、线粒体和细胞核的结构与功能。唐连顺等㈦１认为 干旱胁迫会破坏细胞内的代谢分室，使原来定位在分室 内的水解酶或底物释放，导致细胞死亡，这一过程也与
３｜。
与ＡＢＡ相对比值的降低也是作物在干旱胁迫条件下产 生的一种保护性生理响应。干旱胁迫下作物内源激素含 量及其相互比例的变化可促进气孔关闭，增强水的透 性，有利于根系对水和离子的吸收，使植物在干旱生境 下保持较好的水分状况。各种激素具有自身成分和特 性，在响应干旱胁迫时，即单独发挥作用，又与其他激 素协同作用。ＡＢＡ被认为是传递干旱信号的主要物质之 一，在干旱胁迫下能促进芽休眠，使生长速率下降，促 进同化物质的积累，减少蒸腾，提高作物保水能力。对 作物经历干旱胁迫十分有利Ⅲｊ。同时，在干旱胁迫下 介入根冠、叶片生长和籽粒灌浆过程，与ＥＴＨ互作维 持根冠生长、加速灌浆速率等¨毛蚓。有关在干旱胁迫下 植物内源激素变化规律的报道不尽一致，这可能是由于 供试材料和干旱胁迫处理强度不同以及激素测定方法上 存在差异引起的。
作物溶质积累的响应机制
溶质作为作物自身对干旱的调节物质，会以积累量 变化的形式响应干旱胁迫生境。在适度干旱条件下，作 物植株体内可溶性糖、脯氨酸和甜菜碱等溶质积累量增 加，细胞渗透势下降，使自身保持从外界继续吸水，维 持膨压，保证各种代谢过程的进行。不同作物在干旱条 件下积累的调节物质不同。辣椒、豌豆在干旱胁迫条件
品种对这种破坏的耐性不同，抗旱性较差的品种相对电
ＭＰａ时，豌豆的光合速率和蒸腾速率分别下降
２２％和７％。
７作物内源激素的响应机制
一般认为，在干旱胁迫下，作物内源激素吲哚乙酸 （ＩＡＡ）、脱落酸（ＡＢＡ）、乙烯（ＥＴＨ）含量增加，细
导率明显增加，叶水势阈值较高；而抗旱性较强的品种
万方数据
・８・
河北农业科学
时，才可以证明光合作用的降低是由气孔关闭造成的。
含水量的递减而急剧下降；根呼吸速率也随干旱胁迫强 度的加大和时间的延长呈显著降低趋势。干旱胁迫引起 植物呼吸变化的模式与植物种类、器官和年龄有关，即 使是同一植物的不同器官在干旱胁迫条件下呼吸变化的 模式也不一样，呼吸变化程度随干旱胁迫程度和历时不
同而异ｐ“。
浓度（Ｃｉ）的变化呈相反趋势【１３１，即只有随着气孑Ｌ的
不同、大小不一的囊泡，这些变化随时间的延长而
加重。
５作物呼吸作用的响应机制
呼吸作用提供作物生命活动所需要的能量，同时其
中间产物又是合成多种重要有机物质的原料。作物在干
旱胁迫下，合成有机渗透物质适应或抵抗胁迫等一系列 过程都需要消耗大量能量。因此，干旱胁迫首先导致作 物呼吸作用加强，使氧化磷酸化解偶联，能量多以热的
中图分类号：￥３１１
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ
Ｏｎ
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８－１６３１（２００９）０４－０００６－０５
ｔｈｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｃｒｏｐ ｔｏ Ｄｒｏｕｇｈｔ Ｓｔｒｅｓｓ
ＹＡＮ Ｚｈｉ－ｌｉ，ＮＩＵ Ｊｕｎ—ｙｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｒｏｐ ｔｏ
力提供依据。
育油－。研究表明，不同生育期的作物对干旱胁迫的反应 不同。拔节期干旱胁迫对小麦叶片影响最大，抽穗期干
旱胁迫对茎秆影响最大，开花期干旱胁迫对穗数和穗粒
数影响最大，开花后持续干旱主要影响千粒重。抽穗前
根、冠同步生长呈正相关。之后则变为负相关¨３。玉米
在于旱胁迫条件下根系细胞排列会更加紧密，物质构成 也会发生改变，内外皮层木栓质和木质素含量增加，根 系导水率提高。生育前期遇到干旱胁迫将使生育进程明 显延缓，严重干旱时可使抽雄和吐丝期滞后，导致成熟 期推迟，最终影响产量¨，。。
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｇａｎｓｕ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ