植物抗旱
耐旱耐高温的植物大全
耐旱耐高温的植物大全耐旱耐高温的植物大全植物对环境的适应能力是生存的基础。
有些植物可以在干旱和极端高温的条件下生存茁壮，成为我们最为珍贵的生态资源。
以下是一份耐旱耐高温的植物大全，介绍不同类别的植物以及它们的适应能力和用途。
1. 仙人掌属植物仙人掌属植物是最典型的耐旱植物之一。
它们的叶片退化，以减少水分蒸腾。
仙人掌属植物的茎部有大量的多肉组织来储存水分，并具有坚厚的表皮来减少水分散失。
这使得它们能够在干旱条件下存活，并在雨水丰富时储存足够的水分。
仙人掌属植物在沙漠地区广泛分布，并且被用作园艺观赏植物。
2. 纳达尔菜纳达尔菜，又名鼠尾草，是一种常见的耐旱植物。
它具有深根系和厚实的叶片，可以抗旱耐干。
纳达尔菜的叶片含有丰富的芳香油，可以用作药材和调味料。
此外，纳达尔菜还是一种重要的蜜源植物，有助于促进蜜蜂的生态平衡。
3. 仙人球属植物仙人球属植物是多肉植物中的一个重要类别。
它们的叶片卷曲并且覆盖着一层厚厚的蜡质，可以减少水分散失。
仙人球属植物的茎部带有多肉组织，可以储存大量的水分。
它们能够在高温和干旱条件下存活，是许多人喜爱的室内盆栽植物。
4. 刺梦葵刺梦葵，又称为多刺滨藜，是一种坚韧耐旱的草本植物。
它具有发达的根系和长而细小的叶片，可以忍受干旱和高温的环境。
刺梦葵的茎部含有丰富的草酸盐和草甘膦等化学物质，具有抗除草剂和抗盐碱的能力。
5. 仙鹤草仙鹤草是一种适应能力强的多年生草本植物。
它具有深延伸的根系和细小的叶片，可以有效地吸取水分。
仙鹤草的叶片覆盖着一层微细的毛发，可以减少水分蒸腾。
仙鹤草在干旱和高温的环境中依然可以保持绿色，是许多人喜爱的庭院草坪植物。
6. 龙舌兰龙舌兰是一种热带多年生植物。
它们具有厚厚的叶片和发达的根系，能够忍受干旱和高温的环境。
龙舌兰的茎部和叶片内部含有一种叫做凤梨酸的物质，可以帮助植物储存水分。
龙舌兰不仅被广泛用作园艺观赏植物，还可以提取制成龙舌兰酒。
7. 水稻水稻是一种主要粮食作物，具有较高的耐旱性。
18种最耐寒耐旱的植物
18种最耐寒耐旱的植物在自然界中，有一些植物能够适应极端的环境条件，不仅能耐受寒冷的冬季，还能在干旱的条件下生存。
今天，我们就来介绍一些最耐寒耐旱的植物。
1. 白桦树白桦树是一种常见的耐寒植物，它能够在寒冷的北方地区生长，喜欢湿润的环境，适应能力很强。
2. 沙柳沙柳是一种耐旱植物，它能够在干燥的沙漠地区生存，并且能够承受高温和强风的侵袭。
3. 蓬莱竹蓬莱竹是一种耐旱耐寒的竹类植物，它能够在寒冷的冬季和干旱的夏季生长，是一种很好的园林绿化植物。
4. 紫穗槐紫穗槐是一种耐旱的植物，它具有很强的抗旱能力，能够在干旱的环境中存活，并且还能够改善土壤质量。
5. 黄花槐黄花槐是一种耐旱耐寒的植物，它能够在干旱和寒冷的地区生长，适应能力很强。
6. 柠条柠条是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
7. 沙棘沙棘是一种耐寒耐旱的植物，它能够在寒冷和干旱的环境中生长，并且还能够改善土壤质量。
8. 沙柳柳沙柳柳是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够耐受高温和强风。
9. 柞树柞树是一种耐寒植物，它能够在寒冷的地区生长，并且还能够适应干旱的条件。
10. 沙柳绿沙柳绿是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
11. 苦杏仁苦杏仁是一种耐旱植物，它能够在干旱的地区生长，并且还能够适应高温和强风。
12. 沙柳枝沙柳枝是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
13. 沙柳叶沙柳叶是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
14. 沙柳树沙柳树是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
15. 沙柳花沙柳花是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
16. 沙柳草沙柳草是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
17. 沙柳木沙柳木是一种耐旱植物，它能够在干旱的环境中生长，并且还能够适应高温和强风。
植物抗旱途径
植物抗旱途径随着全球气候变化的加剧，干旱问题越来越严重。
而植物作为生物体，在干旱环境下生存，需要具备一些特殊的适应性。
本文将探讨植物在抗旱途径方面的表现及其机制。
一、植物的抗旱途径植物在遭遇干旱环境时，为了保持生命活动，会采取一系列的途径来适应环境。
这些途径包括：调节气孔开合、调节根系生长、积累水分、调节植物体内的代谢物质等。
1. 调节气孔开合气孔是植物体内水分的主要通道，调节气孔开合是植物在干旱环境下的一种适应性。
在干旱环境下，植物会通过调节气孔的开合来减少水分的散失。
植物通过调节气孔的大小和数量，来控制水分的流动和蒸发，从而达到保持水分的目的。
2. 调节根系生长植物的根系是吸收水分的主要器官，根系的生长和分布对于植物的抗旱能力有着重要的影响。
在干旱环境下，植物会通过调节根系的生长和分布来适应环境。
一些植物会增加根系的生长深度，以便吸收更深层的水分；另一些植物则会增加根毛的生长，以增加吸收水分的面积。
3. 积累水分植物在干旱环境下，为了保持水分，会积累水分。
一些植物会通过在植物体内积累水分来适应干旱环境。
例如，一些多年生草本植物可以在雨季时积累水分，并在干旱季节中利用这些水分来维持生命活动。
4. 调节植物体内的代谢物质植物在干旱环境下，为了维持生命活动，会调节植物体内的代谢物质。
例如，植物会调节蛋白质的合成和降解，以适应干旱环境。
植物还会调节酶的活性，以增加植物体内的代谢反应速率。
二、植物的抗旱机制植物在抗旱途径方面的表现，是由植物的抗旱机制所支撑的。
植物的抗旱机制包括：调节水分的平衡、调节渗透压、调节脱水蛋白、调节生长素等。
1. 调节水分平衡植物在干旱环境下，为了保持水分平衡，会通过调节水分的吸收和释放来适应环境。
植物会减少水分的散失，同时增加水分的吸收。
植物还会利用水分的蒸发来降低植物体内的温度，从而减少水分的蒸发。
2. 调节渗透压植物在干旱环境下，为了保持水分平衡，会通过调节渗透压来适应环境。
植物抗旱分子机理
植物抗旱分子机理
植物抗旱的分子机制是指在干旱条件下，植物如何通过调节和调整分子水平来适应和抵御干旱的过程。
这些机制包括：
1.信号传导：干旱能够通过一系列的信号通路来调节植物的
生理反应。
2.细胞内水平的调节：植物在干旱条件下能够调节细胞内的
水分平衡，从而保持细胞功能的正常运行。
3.叶片蒸腾减少：植物在干旱条件下会通过收缩叶片来减少
蒸腾，从而节省水分。
4.合成和储存抗旱物质：植物在干旱条件下会合成一些抗旱
物质，如proline，以帮助植物抵御干旱。
5.分子水平的修复机制：干旱能够导致植物细胞膜的损伤，
植物能够通过分子水平的修复机制来修复这些损伤。
6.促进对氧化应激的应对：干旱能够导致植物体内的氧化应
激，植物能够通过分子水平的机制来应对氧化应激，如通
过合成抗氧化物质来清除过氧化物酶。
7.调节光合作用：干旱能够影响植物的光合作用，植物能够
通过调节光合作用来适应干旱。
8.调节生长和发育：干旱能够影响植物的生长和发育，植物
能够通过调节生长和发育来适应干旱。
这些机制的作用是相互协调的，协同起来帮助植物适应干旱的挑战。
18种最耐寒耐旱的植物
18种最耐寒耐旱的植物植物是地球上最为重要的生物之一，它们能够通过光合作用将太阳能转化为化学能，为我们提供氧气和食物。
然而，不同的植物对环境的适应能力也不同。
在极寒或干旱的环境中，一些植物展现出了惊人的耐寒耐旱能力。
下面将介绍18种最耐寒耐旱的植物。
1. 仙人掌（Cactaceae）：仙人掌是最著名的耐旱植物之一。
它们的叶片演化成了刺，能够减少水分蒸发。
同时，它们的根系能够储存水分，以应对干旱环境。
2. 寒莱（Orostachys）：寒莱是一种多肉植物，能够在极寒的环境中生存。
它们的叶片厚实，能够储存水分，并通过减少气孔开放来减少水分蒸发。
3. 云杉（Picea）：云杉是一种常见的耐寒树种，能够在寒冷的地区生长。
它们的叶片形状细长，能够减少水分蒸发。
4. 草木樨（Spiraea）：草木樨是一种耐寒灌木，能够在寒冷的环境中生长。
它们的根系能够储存水分，并且具有较强的抗寒能力。
5. 白桦树（Betula）：白桦树是一种耐寒树种，能够在寒冷的地区生长。
它们的树皮富含树脂，能够抵御寒冷环境和干旱。
6. 欧洲山楂（Crataegus）：欧洲山楂是一种耐旱灌木，能够在干旱的环境中生长。
它们的叶片小而厚实，能够减少水分蒸发。
7. 蓝花楹（Jacaranda）：蓝花楹是一种耐旱树种，能够在干旱地区生长。
它们的根系能够深入地下寻找水源，并且具有较强的抗旱能力。
8. 金露梅（Grevillea）：金露梅是一种耐旱灌木，能够在干旱环境中生长。
它们的根系能够储存水分，并且具有较强的抗旱能力。
9. 裸子植物（Gymnospermae）：裸子植物是一类耐寒植物，能够在寒冷的地区生长。
它们的叶片形状多样，能够适应不同的环境。
10. 苔藓植物（Bryophyta）：苔藓植物是一类耐寒植物，能够在寒冷的地区生长。
它们的叶片小而厚实，能够减少水分蒸发。
11. 蜀葵（Hibiscus syriacus）：蜀葵是一种耐旱灌木，能够在干旱环境中生长。
植物抗旱生理和分子机制
植物抗旱生理和分子机制植物是生命的载体，其生长和发育需要水分、光照和营养等多种因素的支持。
然而，干旱是威胁作物生长和产量的重要环境压力因子之一。
为了适应干旱环境，植物具有一系列抗旱生理和分子机制，使其能够在缺水情况下继续生长和繁殖。
一、抗旱生理机制1. 蒸腾和保水：植物通过调节气孔大小、关闭气孔和分泌抗蒸腾物质等方式减少水分蒸腾的损失。
同时，植物根系能够向土壤深处生长，吸收更多的水分，并通过根皮层细胞形成膜来保护细胞水分不被丢失。
2. 合成促进因子：植物在缺水情况下会合成一些生长和发育的促进因子，例如ABA（脱落酸）和脯氨酸等，这些物质可以促进细胞代谢并增加植物对缺水的耐受性。
3. 增加根表面积：植物在缺水环境下会增加根表面积，从而增加水分吸收量，这一过程可通过种植深根植物、提高土壤肥力等方式实现。
二、抗旱分子机制1. 保持细胞膜的完整性：植物细胞膜是细胞的外壳，对细胞内部物质的流动起着关键作用。
植物在干旱环境中会合成一些乙烯酸、脯氨酸、ABA等分子，使细胞膜维持完整性，防止细胞水分丢失。
2. 激活抗氧化系统：植物在缺水环境下会合成一些抗氧化剂，例如超氧化酶、抗坏血酸等，来清除自由基和其他有毒化合物，从而保持细胞结构和功能的稳定。
3. 节约能源：植物在缺水环境下会减慢代谢进程，并调整生长模式来节约有限的能源。
例如，植物减少地上生长，而加快根系统发育；缩小叶片面积，从而减少水分蒸腾等。
三、抗旱基因工程除了以上抗旱生理和分子机制，抗旱基因工程也是应对干旱的重要手段。
科学家可以通过转基因技术和基因编辑技术来研究和改善植物的抗旱性能。
例如，研究人员可以将ABA、DREB等耐旱基因转移到作物中，使其具有更好的适应干旱环境的能力。
总结起来，植物抗旱生理和分子机制是多方面的，包括调节气孔大小、保持细胞膜完整性、合成促进因子、激活抗氧化系统等等。
这些机制的目的都是为了保证植物体内的水分不被丢失，从而维持正常的生长和发育。
植物的抗旱机制
植物的抗旱机制植物作为生物界中的重要成员，随着环境的变化而不断进化和适应，其中之一就是对抗旱的机制。
植物在极端干旱条件下依然能够存活和生长，这得益于它们独特的抗旱机制。
本文将探讨植物的抗旱机制，并解释它们是如何实现的。
1. 保护层的形成植物表面通常覆盖着一层细胞壁构成的保护层，它可以减少水分的蒸发。
植物的叶片上存在着一个保护性的角质层，它可以防止水分的损失，类似于人类的皮肤。
此外，植物根部周围也有一层阻止水分的丧失。
2. 节水结构的形成植物的叶片通常会形成一些特殊的结构来减少水分的流失。
其中一个例子是叶片上的气孔。
植物通过调节气孔开闭来控制水分的蒸发。
在干旱条件下，植物会减少气孔的开放程度，从而减少水分流失。
3. 蓄水细胞的存在某些植物在储存水分方面与众不同。
它们具有特殊的细胞结构，可以储存大量水分以供干旱时期使用。
这些蓄水细胞通常位于植物茎或叶片的内部，它们的存在能够帮助植物在干旱条件下生存。
4. 生理适应植物在干旱条件下会产生一些生理上的适应来适应水分的缺乏。
例如，它们会减少叶片的大小和数量，从而减少水分的需求。
此外，植物还会调整根系的生长方向，以寻找更深处的水源。
这些适应措施有助于植物在干旱环境下更好地存活。
5. 分泌抗旱物质植物在干旱条件下会分泌一些特殊物质来抵抗水分的流失。
其中一个例子是植物根部分泌的根黏液。
根黏液可以形成一个保护层，防止水分的蒸发，并吸附周围的水分，从而减少水分的流失。
总结起来，植物的抗旱机制是一个复杂而精密的系统。
从保护层的形成到节水结构的调节，再到蓄水细胞的存在和生理上的适应，以及分泌抗旱物质的作用，这些机制共同协作，帮助植物在干旱环境中存活和繁衍。
不同植物种类可能有不同的抗旱机制，这也是为什么一些植物能够在沙漠等极端干旱地区生存的原因。
通过深入研究植物的抗旱机制，我们可以更好地了解植物的生存策略，并为农业生产和生态环境的保护提供有益的启示。
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。
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植物抗旱机理研究进展水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生产的一个全球性问题，全球约有20％的耕地受到盐害威胁，43％的耕地为干旱、半干旱地区。
干旱与盐害严重影响植物的生长发育，造成作物减产，并使生态环境日益恶化。
在我国，仅2001年华北、西北和东北地区的466.7万hm2稻的种植面积就因为缺水而减少了53.3万hm2。
在自然条件下，由于环境胁迫而严重影响了作物生长发育，其遗传潜力难以发挥，干旱、盐渍不仅影响了作物的产量，而且限制了植物的广泛分布，因此，提高作物的抗旱、耐盐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。
现将植物特殊生理结构功能综述如下。
1植物形态结构特征对其耐旱机制的影响1.1根系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。
纵深发达的根系系统可使植物充分吸收利用贮存在土壤中的水分，使植物度过干旱期。
对高粱的根系解剖学研究发现，高粱根系吸水每天以3.4 cm的稳定速率下伸，直到开花后约10 d，在有限水分条件下，吸水的多少由根系深度决定，深层吸水差是由于根长不够所致。
此外，根水势能也能反映根系的吸收功能。
根水势低，吸水能力强。
据报道，高粱根水势一般为-1.22～1.52 Mbar，而玉米仅为-1.01～1.11 Mbar，高粱的吸水能力约是玉米的2倍(Cnyxau，1974)，对干旱的耐受能力也强于玉米。
一般认为抗旱性强的植物，根水势低，利于水分吸收。
1.2叶片作为同化和蒸腾器官的叶片，在长期干旱胁迫下，叶片的形态结构会发生变化，其形态结构的改变与植物的耐旱性有着密切的关系。
主要表现在：叶片表皮外壁有发达的角质层，角质层是一种类质膜，其主要功能是减少水分向大气散失，是植物水分蒸发的屏障。
厚的角质层可提高植物的能量反射与降低蒸腾，从而增强植物的抗旱性；具有表皮毛，可以保护植物避免强光照射，减少蒸腾；具有大的栅栏组织/海绵组织比和小的表面积/体积比，发达的栅栏组织，分布于叶的背腹两面，可使干旱缺水植物萎蔫时减少机械损伤。
而小的表面积/体积比，可以最大程度减少水分丧失。
韦梅琴的4种委陵菜属植物解剖研究，也证实了这一点。
2渗透调节水分胁迫条件下会积累有机分子相溶性溶质或渗压剂，有效地提高植物的渗透调节能力、增强植物的抗逆性。
2.1脱落酸与植物抗旱性脱落酸(Abscisicacid，ABA)是植物五大类激素之一，大量的试验表明：当植物处于干旱、低温、盐碱、环境污染等不利环境下，植物体内脱落酸大量增加。
脱落酸的增加，使植物对不利环境产生抗性。
尤其是脱落酸的增加和气孔的关闭一致，这对植物抗旱是非常有利的。
脱落酸除能调节气孔开闭外，还能促进根系对水和离子的吸收。
20世纪80年代初人们就广泛承认，缺水时叶片合成的脱落酸通过韧皮部运到根部，促进根对水和离子的透性。
番茄变种实验证明，脱落酸含量低于正常番茄的变种的根对水的吸收有较强的阻力，而这种阻力可因外施脱落酸而减少。
另外，脱落酸能促进芽的休眠，使生长速度下降，促进同化物质的积累，这些都可以减少蒸腾，提高植物保水能力，对植物抗旱是十分有利的。
2.2脯氨酸与植物抗旱性脯氨酸积累是植物为了对抗干旱胁迫而采取的一种保护性措施。
Irigoyen(1992)发现，轻度水分胁迫，苜蓿根瘤组织积累较多的脯氨酸，并认为脯氨酸可保护蛋白质在水分胁迫下的不变性．脯氢酸亲水基与蛋白质亲水基相互作用使蛋白质稳定性提高，乃至严重水分胁迫下苜蓿根瘤代谢酶和结构蛋白质可能会受积累的脯氨酸的保护，减轻严重干旱对组织的危害程度。
在正常情况下，植物中游离的脯氨酸含量仅为O.2～0.6 mg·g-1干重，占总游离氨基酸的百分之几，而在干旱条件下，脯氨酸可成10倍地增加，占总游离氨基酸的30％。
水分胁迫下脯氨酸的积累一方面增强了植物的渗透调节作用，使组织的抗脱水力加大；另一方面脯氨酸的偶极性保护丁膜蛋白结构的完整性，同时增强了膜的柔韧性。
脯氨酸可能是一有用的干旱伤害传感器(Droughtinjurysensor。
同时，脯氨酸还有作为自由基清除剂，调节细胞质PH值，防止酶变性，防止细胞质酸化的作用。
2.3甜菜碱与植物抗旱性近年研究结果指出，甜菜碱可能是作为植物的主要渗透调节物质之一而对植物的抗旱性起作用。
其依据是渗透胁迫条件下，植物体内的甜菜碱醛脱氧酶(BADH)和胆碱单氧化酶(CMO)活性升高，这两种酶在高等植物中，具有将胆碱氧化为甜菜碱的作用，并在细胞质中积累甜菜碱，甜菜碱的积累能够保持细胞与外界环境的渗透平衡和稳定复合蛋白四级结构，从而提高植物对干旱胁迫的适应性。
因此，Nomura等(1998)认为：在受到干旱胁迫的细胞中，甜菜碱似乎是起到一种低分子量分子伴侣的作用，稳定RuBP羧化酶的构象并使其处于功能状态，部分抵消了干旱的胁迫。
甜菜碱在叶绿体中合成，作为一种渗透调节物质，在植物受到环境胁迫时在细胞内积累降低渗透势，还能作为一种保护物质具有极为重要的“非渗透调节”功能，维持生物大分子的结构和完整性，维持其正常的生理功能，解除高浓度盐对酶活性的毒害和保护呼吸酶及能量代谢过程。
还能影响细胞内离子的分布。
2.4水孔蛋白与植物抗旱性水孔蛋白是植物体中水分跨膜运输的主要途径。
是作为跨膜通道的主嵌人蛋白(MIP)家族中有运输水分功能的一类蛋白质。
水孔蛋白可分为3类：TIP(Tonoplast Intrinsic Protein，液泡膜水通道蛋白)、MIP(Major Intrinsic Protein，主体水通道蛋白)及NLM(Nodulin-6-like Major Intrinsic Protein与Nodulin-6类主体水通道蛋白)。
水孔蛋白、H+/ATPase和Na+/H+反向运输蛋白在调节细胞水势和胞内盐离子分布中起信号导作用。
植物体可以通过调控水孔蛋白等膜蛋白以加强细胞与环境的信息交流和物质交换，改变膜对水分的通透性，实现渗透调节，以增强植物的抗旱、耐盐能力。
3活性氧清除植物受到水分、盐分胁迫时，产生活性氧，对细胞造成损伤，具体表现在4个方面：①活性氧能与酶的巯基或色氨酸残基反应，导致酶失活；②活性氧会破坏核酸结构，攻击核酸碱基，使嘌呤碱和嘧啶碱结构变化，导致变异出现或变异的积累；③DNA是蛋白质合成的信息，由于活性氧对DNA复制过程的损伤，从而妨碍蛋白质合成；④启动膜脂过氧化反应，使维持细胞区域化的膜系统受损或瓦解。
大量的研究实验表明，植物体内广泛存在的抗氧化酶系统(超氧化物歧化酶SOD)、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD等)能有效清除活性氧，保证细胞正常的生理功能，维持其对干旱胁迫的抗性。
有研究表明，耐旱植物在逆境条件下能使保护酶活力维持在一个较高水平，有利于清除自由基，降低膜脂过氧化水平，从而减轻膜伤害程度。
4LEA蛋白与植物抗旱性LEA蛋白(Late Embryogenesis Abundant protein)是指胚胎发生后期种子中大量积累的一系列蛋白质。
LEA蛋白广泛存在于高等植物中。
在植物个体发育的其他阶段，也能因ABA 或脱水诱导而在其他组织中高水平表达。
一般认为，LEA蛋白在植物细胞中具有保护生物大分子，维持特定细胞结构，缓解干旱、盐、寒等环境胁迫的作用。
LEA蛋白大多是高度亲水的。
高度亲水性有利于LEA蛋白在植物受到干旱而失水时，能够部分替代水分子，蛋白质的多羟基能保持细胞液处于溶解状态，从而避免细胞结构的塌陷，稳定细胞结构，尤其是膜结构。
在干旱脱水过程中细胞液的离子浓度会迅速升高，高强度的离子浓度会造成细胞的不可逆伤害。
在第3组LEA蛋白的基元序列所构成的兼性α-螺旋结构中，亲水和疏水氨基酸分别处于螺旋的特定位置，形成分子内螺旋束，其表面具有束缚阴离子和阳离子的能力，因此，也能控制高盐、缺水伤害。
5植物抗旱相关基因的研究了解植物适应干旱胁迫的分子机理有利于开展抗旱基因工程研究，对提高植物抗旱能力，促进农业生产的发展具有非常重要的意义。
5.1编码植物抗旱关键基因的克隆1)与脯氨酸合成酶相关的基因，即脯氨酸合成酶基因族。
其中包括了吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS及PV AB2，吡咯琳-5-羧酸还原酶基因P5CR及PproC1，榆钱菠菜脯氨酸转运蛋白基因Ah-ProT1，编码s-腺甘甲硫氨酸合成酶基因SAM1和SAM3硫醇蛋白酶的rd19A、rd21A基因等。
将脯氨酸合成途径中的第1个酶——P5CS基因转入烟草和水稻后，转基因植株中P5CS mRNA的含量明显提高，转化植株的耐旱能力也比对照有所增加。
此外，大量研究也表明，在干旱胁迫条件下，P5CS水平提高，胁迫解除，P5CS基因表达水平下降，乙酰胆碱由胆碱单加氧酶(Choline Monooxygenase，CMO)或胆碱脱氢酶(Betaine Aldehyde Dehydrogenase CDH)、甜菜碱醛脱氢酶(Betain Aldehyde Dehydragenase，BADH)两步催化合成甜菜碱。
现已在菠菜、甜菜、山菠菜中成功克隆出CMO基因，从烟草中克隆出CDH基因，从甜菜、菠菜、山菠菜、大麦、水稻及木本植物海榄雌中克隆出BADH基因。
此外，乙酰胆碱氧化酶(Choline Oxidase，COD)因为可以把乙酰胆碱一步合成甜菜碱而日益受到人们的关注。
目前，codA基因已从水稻、拟南芥中成功克隆。
Sakamoto等(1998)用编码codA 基因转化水稻，获得两种分别在细胞的两个不同部位表达的乙酰胆碱氧化酶转化株，这两种转化株的耐盐、抗旱以及耐低温的能力均有所增强。
2)LEA基因、水孔蛋白基因及脱水素基因。
Xu等(1996)用来自大麦的一种LEA蛋白基因HV A1转化水稻，使其在水稻中过量表达，结果发现水稻的耐旱能力明显提高，且提高幅度与LEA蛋白的表达量一致，为LEA蛋白在植物耐旱、抗盐过程中的作用提供了直接证据。
棉花11个LEA相关基因，分别是D19、B19.1、D11、rab、16A-D、HV A1、D113、le2、D29和D34，以及拟南芥CORl5a、pRABA T1两个基因已经成功分离。
拟南芥中有30个基因编码水孔蛋白得到克隆，其中，12种属于TIP，12种属于MIP，6种属于NLM。
已经得到克隆的编码Na+/H+反向运输蛋白的基因包括：拟南芥中的AtN HX1、SOS1(Salt Overly Sensitive)，小麦的TαN HX1 和水稻的OsN HX1基因。
脱水素是一种广泛存在于高等植物中的干旱诱导蛋白，具有很强的亲水性和热稳定性。
具有保护植物细胞的大分子在脱水过程中不受伤害的功能。
由于脱水素是在种子成熟时发挥作用，因此也把它归于LEA蛋白。
脱水素基因是一个大的基因家族，目前已有多个脱水素基因或相关基因被克隆及定位，如大麦中dhn1、dhn11，玉米中的dhn1/rabl7和dhn2以及拟南芥中的dhnX、cor47、rab18 等。