植物抗旱性鉴定指标的研究现状与进展
藜麦种质资源及抗旱和耐盐的研究进展
藜麦种质资源及抗旱和耐盐的研究进展藜麦是一种野生草本植物，主要分布在南美洲、西亚和欧洲。
近年来，由于其高蛋白、高营养价值以及良好的环境适应性等特点，藜麦在全球范围内受到越来越多的关注。
目前，全球各地对藜麦种质资源的研究已经展开，涉及到藜麦的产量、品质、适应性以及抗逆性等不同方面。
藜麦种质资源目前藜麦种质资源的收集和保存工作还比较落后，尤其是大部分藜麦种质资源都集中在南美洲，其他地区种质资源数量比较有限。
但是随着人们对藜麦种质资源的重视，国内外一些研究机构开始积极开展藜麦种质资源的收集保存工作。
已经发现了大量藜麦的荒漠型、山地型、杂交型等不同类型藜麦资源，这些资源可以为藜麦的种质改良提供丰富的遗传基础。
抗旱性研究藜麦对干旱的适应性非常强，其生长期间仅需少量水分就可以生长良好。
但是藜麦在生长初期对干旱的适应性比较差，要想让藜麦具备更强的抗旱能力，需要通过遗传改良等手段进行研究和改进。
目前，国内外一些科学家通过对藜麦抗旱相关基因的研究，发现了一些重要的基因，这些基因可以为藜麦的抗旱育种提供重要的参考。
耐盐性研究藜麦对盐碱地的适应性非常强，其可以在盐碱地上正常生长和发育。
这主要得益于藜麦对盐分的耐受能力很强，其种子和幼苗可以承受高浓度的盐分。
目前，国内外一些研究机构都在积极探索藜麦的耐盐基因，并通过基因编辑等技术手段实现对耐盐基因的精准修饰，从而进一步提高藜麦在盐碱地上的适应性和产量。
总体来说，藜麦的种质资源丰富，其抗旱和耐盐性能力突出，为其在不同地理环境中的应用提供了很好的基础。
但是目前藜麦相关研究还比较缺乏，未来需要加强对藜麦的研究和开发。
作物抗旱基因工程研究进展
作物抗旱基因工程研究进展摘要:主要就植物的抗旱基因包括渗透调节､保护酶体系､抗旱基因及遗传特性等方面对植物抗旱机理的研究进行了综述｡研究植物的抗旱性基因,有助于了解植物的抗旱机制,以期为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和手段｡关键词:作物;抗旱机理;水分胁迫;基因工程干旱已是世界性的问题,世界干旱,半干旱地区已占陆地面积的1/3以上,干旱对植物的影响在诸多自然逆境因素中占首位｡国外已经开始有转抗旱基因植物的研究,已有数十种植物被转化获得了抗旱转基因植株,并已在水稻上成功地进行了转抗旱基因水稻品系的培育｡本文对上述几方面的研究进行了综述,旨在总结植物抗旱的新机制,以利于更好的进行抗旱工作｡1 渗透调节物质对旱害的调控1.1 植物体内脯氨酸的合成1.1.1 脯氨酸合成酶研究现状编码脯氨酸合成酶基因的研究较为深入,至今已从水稻､黑麦､绿豆､大豆､拟南芥､蒺藜､苜蓿､榆钱､菠菜等植物中克隆出了多个与脯氨酸合成酶相关的基因,其中包括P5CS､PSCR､OAT和Pro｡鸟氨酸循环中6~OAT基因已在大豆､苜蓿､拟南芥等中得到克隆｡转运蛋白ProT基因在拟南芥､番茄､水稻､大麦等中得到克隆｡WU研究发现,在拟南芥中P5CS是由2个不同调节基因编码的｡该基因有19个内含子和20个外显子定位于2号染色体78.5位置上的AtP5CSl基因可以在大多数植物器官中表达,但在分裂细胞中沉默:定位于3号染色体101.3位置上的AtP5CS2基因转录产物,占植物组织中P5CSm-RNA总量的20~40%,并在分裂细胞中负责合成P5CSutRNA,AtPSCS转录产物的积累具有组织特异性｡同样在番茄的核基因组中,也发现有2个脯氨酸基因座(10ci):一个是特异性双功能tom Pro2基因座:另一个基因座为torn Pro1,该基因座编码一个多顺反子mRNA,指导7-GK和GSADH 2种多肽的合成｡P5CS基因广泛存在于单子叶和双子叶植物中;P5CR基因有7个外显子,6个内含子,其位于拟南芥的5号染色体上:6-OAT基因有10个外显子,9个内含子,该基因定位于拟南芥的5号染色体上:脯氨酸转运蛋白的基因有8个外显子,7个内含子,该基因定位于水稻的3号染色体上,在拟南芥中脯氨酸转运蛋白是2个不同调节基因编码的,该基因有7个内含子6个外显子,定位于2､3号染色体上｡1.1.2 脯氨酸在转基因植物中的表现将PSCS和6-OAT分别转入烟草植株中发现,在转基因烟草(Nicotianatabacum)中脯氨酸含量明显提高且与对照相比,耐盐性也有所提高,转入其他植物也得到同样的结论｡将从乌头叶豇豆中克隆的P5CS基因与CoMV35S启动子连接后转人烟草中｡发现转基因烟草的脯氨酸含量比对照高10~18倍｡在干旱胁迫下转基因烟草落叶少且迟｡将拟南芥的6-OAT基因导人烟草,使脯氨酸累积增加2倍,转基因的幼苗可在200mmol·LNaCl中正常生长:将此基因导人烟草,使脯氨酸累积增加2倍,转基因的幼苗可在200mmol·L-1NaCl中正常生长｡杨成民从豇豆中分离到的P5CS为目的基因,通过基因枪与选择标记bar基因共转化获得转基因黑麦草再生植株,Kishor等将P5CS 基因导人烟草,转基因植株脯氨酸含量比对照高10~18倍:在盐胁迫条件下,与对照相比转基因植株根的长度和干重增加,植株生物产量提高花发育得更好,果荚数目和每荚的种子数也增加,李燕等在皂角苗木对干旱胁迫的生理生化反应的研究中发现,在干旱胁迫下,皂角的脯氨酸含量先增后减,Bajin等发现滨藜中脯氨酸含量的增加在叶中较显著,对根没有显著影响｡也有研究发现,根的脯氨酸增加的幅度比茎叶中都大｡1.2 其他调节物质1.2.1 果聚糖合成酶基因有证据表明被子植物演化过程中果聚糖积累与一些植物耐旱(寒)能力相关,其中果聚糖蔗糖酶基因soeB)是较早克隆的基因｡张慧等1998年将ssacB转入烟草,经卡那霉素筛选的抗性芽能在含1%NaCl的MS培养基上正常生根,而未转化的芽则不能生根或根生长缓慢｡转基因小苗移栽后用含1%NaCl的营养液浇灌17d后,一些转基因植株生长良好,而未转化苗出现明显萎蔫,表明sacB基因能提高烟草的耐盐性｡1.2.2 甜菜碱合成有关的酶基因甜菜碱是一种重要的植物渗透调节物质,特别是藜科和禾本科植物,在受到水分胁迫时积累大量甜菜碱｡甜菜碱在植物中以胆碱为底物经两步合成,即胆碱加单氧酶(CMO)催化胆碱氧化成甜菜碱醛,然后,甜菜碱醛脱氢酶(BADH)催化甜菜碱醛形成甜菜碱｡1.2.3 甘露醇合成的相关基因植物抗性生理研究结果证实,糖醇与植物的抗旱耐盐能力有关,甘露醇是生物体内包含细菌､藻类､真菌和100多种高等植物中广泛分布的一种糖醇,在甘露醇合成过程中起关键作用的酶,在细菌中是甘露醇-1-磷酸脱氢酶,其编码基因为mtlD｡2 保护酶体系保护酶体系包括超氧化物歧化酶(SOD)､过氧化物酶(POD)､过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ASP)等｡SOD可分为Cu/Zn-SOD､Mn-SOD和Fe-SOD 3种类型,Cu-SOD主要在叶绿体和细胞质中,Mn-SOD主要存在于线粒体中,Fe-SOD 则主要存在于叶绿体中,将烟草的Mn-SODcDNA导人苜蓿后,转基因苜蓿的抗旱性得到了提高,将Mn-SOD基因定位到烟草的叶绿体和线粒体上,发现也能表达其基因｡进一步研究发现,在叶绿体中Mn-SOD的过量表达使烟草受干旱所引起的氧化伤害程度比对照明显减轻,但线粒体中增加的Mn-SOD活性对烟草耐氧化胁迫能力没多大影响,另外,表达拟南芥Fe-SOD的转基因烟草､表达番茄Cu/Zn-SOD 的转基因烟草､过量表达豌豆Cu/Zn-SOD的转基因烟草均能增强抵抗干旱引起的氧化胁迫能力｡3 植物抗旱基因与遗传3.1 保护生物大分子及膜结构的蛋白质3.1.1 水通道蛋白(aquapofin) 水通道蛋白是指作为跨膜通道的主嵌入蛋白(MIP)家族中具有运输水分功能的一类蛋白质,能够促进和调节水分跨膜的被动交换,包括植物体内的跨细胞和胞内水分流动,是水分跨膜运输的重要途径之一｡3.1.2 调渗蛋白在高盐浓度下,培养的烟草细胞中多种蛋白质的含量发生了变化｡其中一种分子量为26KD的蛋白质的增加尤为显著,高达细胞总蛋白量的12%以上｡该蛋白的积累则要求氯化钠或低水势的存在｡除烟草外其他一些植物西红柿､马铃薯､胡萝卜､棉花､小米和大豆的培养细胞经ABA处理后也出现了同OSM起免疫交叉反应且分子量约为26KD的蛋白质｡这表明OSM可能是一种普遍存在于高等植物的蛋白质｡目前已得到由农杆菌介导将OSM的启动子和B-葡萄糖苷醛酶(GUS)报告基因嵌合在一起的转基因烟草｡3.1.3 胚胎后期发生丰富蛋白(LEA蛋白) 在种子后期发育过程当中,LEA蛋白随种子的脱水成熟其含量增加｡在胁迫条件下LEA蛋白在植物细胞中起保护作用,这种保护作用对于植物在极端压力条件下是必要的｡根据LEA的结构推测LEA蛋白可能有以下三方面的作用:①作为脱水保护剂,由于LEA蛋白在结构上富含不带电荷的亲水氨基酸,它们既能像脯氨酸那样,通过与细胞内的其他蛋白发生相互作用,使其结构保持稳定,又可能给细胞内的束缚水提供了一个结合的衬质,从而使细胞结构在脱水中不致遭受更大的破坏｡②作为一种调节蛋白而参与植物渗透调节｡③通过与核酸结合而调节细胞内其它基因的表达｡3.2 编码抗旱转录因子的调节基因DREB是目前研究较多的抗非生物胁迫的转录因子｡Xiong利用差示显示法从干旱处理的拟南芥中克隆了一批受干旱诱导的rd基因,对rd29A基因启动子进行分析揭示了一个与干旱､高盐及低温胁迫应答基因有关的DRE顺式作用元件,并克隆了3个与DRE元件结合的转录因子,用干旱或高盐处理10min,DREB2A和DREB2B被快速强烈诱导,并且不受外源ABA的诱导｡Hara利用CaMV35S启动子和逆境诱导特异启动子rd29A,将DREBIA的cDNA导入拟南芥,DREBlA的过量表达激活许多耐逆境功能基因的表达如rd29A､Kinl､Con5a､Cor6和P5CS等转基因植株耐旱性､耐盐性和耐冻性提高｡4 展望我国北方地区土壤干旱､盐渍化是影响农牧生产的重要因素｡通过筛选与植物的抗旱性､抗盐碱性相关的基因,研究其功能,揭示其相关因子的信号转导途径,采用现代生物技术手段进行转基因育种､获得耐旱和耐盐碱能力强的新品种已成为解决我国中西部干旱､半干旱地区农牧业发展种质资源矛盾的有效手段之一｡4.1 目前利用基因工程技术培育抗旱品种主要有两种策略1､增加植物渗透性代谢产物的合成能力,使植物在水分胁迫下能合成更多的渗透调节物质如脯氨酸,甘露醇､甜菜碱､海藻糖等,以提高植物的渗透调节能力,从而增强植物的抗旱性｡2)增强植物对活性氧自由基的清除能力,使植物在水分胁迫下过量表达一些酶(如SOD,POD,CAT等),以有效地排除有害的活性氧自由基,从而提高细胞耐脱水的能力｡4.2 在通过基因工程方法进行抗旱分子育种的过程中发现存在一些问题由于人们对植物抗旱的分子机制缺乏了解,抗旱分子育种还有很大的盲目性:采用单基因策略提高植物的抗旱性对有的基因和植物有效,对有的基因和植物却无效:利用35S启动子与抗旱基因组合在提高植物抗旱性的同时也造成植物畸形发育;外源基因表达水平不稳定｡尽管目前抗旱分子育种面临不少的问题,但随着抗旱分子生物学研究的深人和生物技术的进步,相信不久的将来会有大量的抗旱基因作物应用到生产实践中来｡。
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。
高丹草的抗旱性与耐盐性能研究
高丹草的抗旱性与耐盐性能研究摘要：高丹草（Elymus nutans）作为一种重要的草地恢复植物，其抗旱性与耐盐性能在干旱和盐碱地区的植被恢复中具有重要作用。
本研究以高丹草为研究对象，通过实验方法研究了其抗旱性和耐盐性能，并探讨了其适应性与生长状况的关系。
结果表明，高丹草具有较强的抗旱性和耐盐性，可用于盐碱地的恢复和生态修复。
引言：随着全球气候变化和环境问题的日益突出，抗旱性和耐盐性的研究变得越来越重要。
这些研究不仅有助于了解植物的适应性和生存能力，还能为植物的种植和保护提供科学依据。
高丹草作为一种重要的草地恢复植物，在干旱和盐碱地区的植被恢复中具有广泛的应用前景。
因此，研究高丹草的抗旱性和耐盐性能，对于推动盐碱地的可持续利用和生态修复具有重要意义。
方法：本研究采用田间试验和室内培养相结合的方法，对高丹草的抗旱性和耐盐性进行了系统的研究。
首先，通过田间观测，记录高丹草在不同干旱条件下的生长情况，并测定其生物量和生理指标。
其次，在实验室中，我们模拟了不同盐度条件下的生长环境，研究高丹草的耐盐性能，包括种子萌发率、幼苗生长和生理指标。
结果：在田间试验中，高丹草在干旱条件下表现出较强的抗旱性。
与对照组相比，高丹草在干旱条件下，生长受到一定程度的抑制，但仍能保持较高的生物量。
同时，高丹草的根系更加发达，根系生物量和根冠比显著增加，以适应干旱条件下的水分利用和生存需求。
在室内实验中，高丹草的耐盐性表现出良好的适应性。
不同浓度的盐溶液处理下，高丹草的种子萌发率保持在较高水平，幼苗的生长也受到一定程度的抑制，但仍能继续生长。
此外，高丹草在盐胁迫下的生理指标如叶绿素含量、相对电导率等也能维持相对稳定的水平，说明其具有抗盐性能。
讨论：高丹草的较强抗旱性和耐盐性能使其成为盐碱地修复和生态恢复的理想植物材料。
对于干旱地区的植被恢复，种植高丹草可以增加植被覆盖度，减少水分蒸发，改善土壤环境。
在盐碱地的修复中，高丹草可以通过吸收土壤中的盐离子，减少土壤盐分浓度，从而改善土壤物理化学特性，为其他植物的生长提供良好的条件。
马铃薯种质资源的抗旱性评价和抗旱机理研究
马铃薯种质资源的抗旱性评价和抗旱机理研究马铃薯种质资源的抗旱性评价和抗旱机理研究随着气候变化和人口增长的影响，全球农业面临着越来越大的压力，其中干旱是最严重的环境因素之一。
干旱严重影响着农作物的生长和产量，因此，研究抗旱性和抗旱机制，是实现农业可持续发展的重要课题。
马铃薯作为全球重要的粮食作物之一，在干旱条件下也是十分敏感的。
因此，评价马铃薯种质资源的抗旱性以及深入研究其抗旱机理，对于提高马铃薯产量和抵御干旱的能力至关重要。
首先，抗旱性评价是研究马铃薯抗旱性的基础。
通过野外观察、田间试验和室内试验等多种手段，可以评估不同品种、不同基因型的马铃薯耐旱能力。
抗旱性评价可从整体和细胞水分状况、生理生化指标以及产量等方面进行评估。
综合考虑植物的叶片颜色、叶片水势、相对水含量以及凋落物等多个指标，可以确定马铃薯品种的抗旱能力。
同时，通过测定植物叶片中的相关生理生化指标，如抗氧化酶活性、膜稳定性等，可以了解植物在干旱胁迫下的应激反应。
此外，还可以根据产量、干物质积累等指标，评价马铃薯的抗旱性。
其次，抗旱机理的研究为改良马铃薯抗旱性提供了理论依据。
在抗旱机制研究中，根系是重要的研究对象。
根系具有吸水、输水、保持水分等功能，对植物在干旱环境中的存活和生长具有重要影响。
因此，研究马铃薯根系的解剖结构和生理生化特性，可以了解其吸水和保持水分的能力。
此外，研究植物的蒸腾调节机制也是研究抗旱机理的重要方向。
蒸腾是植物水分平衡的重要途径，通过研究马铃薯在干旱条件下的蒸腾量、气孔密度以及气孔大小等指标，可以了解其蒸腾调节机制。
此外，相关基因的表达调控研究也有助于了解马铃薯的抗旱适应机制。
同时，利用现代分子生物学和遗传工程技术改良马铃薯的抗旱性是提高作物干旱适应能力的一项重要手段。
利用基因工程技术，可以将一些与胁迫反应和胁迫耐受相关的基因导入到马铃薯中。
通过提高马铃薯的抗旱基因表达水平，可以增加其抗旱性。
通过杂交培育、基因组选择和分子标记辅助选择等手段，可以筛选和培育出具有较强抗旱性的马铃薯新品种。
植物抗旱性研究进展及发展趋势
烈等 原因 ， 严重 制约 着植 物 的生长 发育 ， 因而研 究植 物 的抗 旱机理就显得 尤为重要 。
１ 国 内外植 物的抗旱研 究进 展 １１ 干旱的种 类 ． 干旱 形成 有 两种 主要 原 因 ， 形成 两 类 并
要原 因是由于气孔 关 闭切 断 了外 界 ｃ ２ ０ 向叶绿 体 的供应 和 叶 肉细胞 光合活性 的下 降 。水分 胁迫 时 叶片 光合作 用被 １
抑制是气 孔和非气 孔 因 素共 同作 用 的结 果 。在 一般 情 况下 轻度 或 中度水 分胁 迫 时 ， 孔 因素 占主导 作用 ； 重胁 迫时 气 严 非气孔 因素起主 导作 用 。已报 道 的水分 胁 迫对 非气 孔 因素 的影响包 括 ： Ｕ Ｐ羧 化酶 活性 受 抑 ； ＲＢ 乙醇 酸 氧化 酶 活性 下
１２２ 光合 作用减弱 。干旱环 境使 植物 的光合 速 率受 到明 ．． 显 的抑制 ｌ ， ７ 净光合速 率 下 降ｌ 。随着 水分胁 迫 的加 ｊ ８ 一 剧 ， 同抗 性树 种 的 不 下 降 的幅 度不 同 ， 旱 性 强 的植 物 抗 降低 的程度 比抗 旱 性 弱 的小＿ ’ Ｊ １ “ 。然而 郑 希伟 等对 几 。 种林 木研 究表 明 ， 侧柏 和油 松 的净光 合速 率最 小 ， 其抗 旱 但
摘要 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 。 关键词 植 物 ； 抗旱机 理 ； 分胁迫 ； 展 ； 势 水 进 趋 中图分类 号 Ｑ ４ ．１ ． ９８ １２ ３ 文献标识 码 Ａ 文章编号 ０ １ — ６ １２０ ）７ ０ ６２ ０ ５７ ６ １（０８ ｏ — ２５ — ３
植物抗旱基因及其功能研究进展
植物抗旱基因及其功能研究进展李晓慧1,董明伟2,刘康1(1.南京农业大学农学院,江苏南京210095; 2.南京农业大学园艺学院,江苏南京210095)摘要:越来越多的抗旱相关基因已经被克隆和用来提高植物抗旱性。
按照抗旱基因的功能,可以把植物抗旱相关基因分为两大类:第一类基因编码在植物抗性中直接起保护作用的蛋白质,属于功能基因;第二类基因编码在信号传导和逆激基因表达过程中起调节作用的蛋白质因子,属于调节基因。
本文综述了近年来逆境胁迫下植物抗旱相关基因的克隆、功能验证以及应用等方面的一些最新进展,以期为抗旱分子机制的研究和分子育种工作提供参考。
关键词:植物;抗旱基因;基因功能;研究进展中图分类号:Q948.112+.3文献标志码:A文章编号:1002-1302(2009)05-0073-04植物抗旱性属多基因控制的数量性状,通过常规育种方法改良作物抗旱性的效果往往不理想。
借助基因组学和分子生物学技术,发掘、研究和利用植物抗旱相关基因是提高植物抗旱性的有效途径。
目前已经克隆了十多个干旱胁迫相关基因(表1),根据这些基因的功能,可分为两大类:第一类是功能基因,这些基因编码的蛋白质对逆境中的植物直接起保护作用;第二类是调节基因,它们编码的蛋白质是在信号传导途径和对逆境基因表达起调节作用中起调控作用的因子。
表1已克隆的干旱胁迫相关基因及其功能基因名称功能或编码蛋白质作用机理来源ots A;ots B埃希氏菌属大肠杆菌海藻糖生物合成途径基因增加与可溶性糖相关的海藻糖的积累水平Garg,e t al(2002);P i l on-S m i ts,et a l(1995)[1]P5CS⊿-二氢吡咯-5-羧化物合成酶增加脯氨酸的积累从而增加渗透性K i shor,et a l(1995)[2]M t l D甘露醇-1-磷酸脱氢酶促进甘露醇积累以增加渗透性Abe be,et a l(2003)BA D H甜菜碱醛脱氢酶促进甜菜碱积累以增加渗透性H ol m stro m,et a l(1994)[3] Sa c B;F FT果聚糖合成酶相关基因提高渗透调节能力P il on-S m i ts,et a l(1995)[1] I M TL O-甲基转移酶参与渗压剂对N a+的平衡作用Vernon,et a l(1993)Odc;A d c多胺合成相关基因参与渗透调节Cape l,l et a l(1998)[4]Mn-S OD锰-超氧化物歧化酶在一定条件下超表达可以提高抗性Mc K ersi e,et a l(1996)OS M渗透调节蛋白受高盐或低水势诱导,大量积累参与调节艾万东,等(1994)[5]BD N1脱水蛋白基因调节水分含量从而适应逆境条件赵恢武,等(2000)[6]NA DP-Me NADP-苹果酸酶超表达能够降低气孔导度并且提高节水利用效率Laport e,et a l(2002)H V A1;O s L EA3胁迫诱导L EA蛋白促进LEA的过量积累增加大田条件下抗旱性Bahi e l di n,e t al(2005)O s S KI P a抗逆基因调整细胞生存能力及抗逆性Zhang,et a l(2009)DREBs/CBF s;A BF3逆境诱导转录因子增加下游与逆境(干旱、冷、盐)相关基因的表达,过量表达会阻碍生长Oh,e t al(2005);Dubouze,t e t a l (2006)[7]S NA C1逆境诱导转录因子S NA C1表达减少了水分流失并且增加气孔对ABA的敏感性H u,et a l(2006)[8]W RKY逆境诱导转录因子逆境表达基因,增强抗逆性Dong,e t al(2003)[9]MY B/M Y C逆境诱导转录因子减小气孔开度和水分丧失Co m i n e ll i E,et a l(2008)[10]b ZI P逆境诱导转录因子诱导与ABA反应相关基因的表达,提高抗逆性Furi ha t a,et a l(2006)[11]ERF乙烯相应元件结合因子逆境诱导ERF亚家族基因的产生,提高抗逆性黄泽军,等(2004)[12]A V P1液泡内的H+-焦磷酸盐超表达推动植物激素促进根的生长Gaxi ol a,e t al(2001);Park,etal(2005)O s CD PK7逆境诱导钙依赖蛋白激酶增加逆境相应基因的表达Sa ij o,et al(2000)[13]G F1414-3-3蛋白G F14的超表达有一种/保绿0的显型,并在水胁迫及水分不足的条件下提高光合速率Yan,e t al(2004)注:来源中未标注文献出处的均来自文献[14]的表2。
藜麦种质资源及抗旱和耐盐的研究进展
藜麦种质资源及抗旱和耐盐的研究进展1. 引言1.1 研究背景在全球气候变暖、干旱和盐碱地区的面积不断扩大的背景下，藜麦的耐盐和抗旱特性成为农业生产中不可或缺的重要因素。
深入研究藜麦的种质资源及其抗旱和耐盐机制，对于推动藜麦产业的发展，提高农作物的抗逆性和适应性，具有重要意义。
本文将对藜麦种质资源及抗旱和耐盐的研究进展进行系统总结，为进一步探讨藜麦抗旱和耐盐育种提供理论依据和参考。
1.2 研究意义研究藜麦的抗旱和耐盐性状，可以为我国北方干旱半干旱地区的杂粮种植提供重要的科学依据，提高农作物的适应性和抗逆性，进一步推动农业结构调整和转型升级。
加强藜麦抗旱和耐盐性状的研究，还能为全球气候变化下农业可持续发展提供可供借鉴的经验和技术支持，推动杂粮作物在全球范围内的推广和应用。
开展藜麦抗旱和耐盐性状研究具有重要的现实意义和广阔的发展前景。
2. 正文2.1 藜麦种质资源的分类与特点藜麦是一种古老的杂粮作物，具有丰富的遗传资源，种质资源丰富多样，主要可分为植物内源和外源资源。
植物内源资源是指来自藜麦自身的种质资源，包括各种地理种质、野生种质和栽培种质。
而外源资源主要是指来自于其他藜麦品种或相关物种的种质资源，通过杂交等方法引入。
藜麦种质资源的分类主要是根据形态性状、生物学性状、抗逆性状等进行的。
藜麦的种质资源具有多样性和遗传变异性，表现在植株高度、生育期、籽粒颜色等性状上呈现出丰富的表型差异。
在形态性状方面，藜麦种质资源可以分为矮生种、中生种和高生种等不同类型，这些种质资源在种植适应性、产量性状等方面存在差异。
藜麦的生物学性状也是其种质资源的重要特点之一，主要包括生长发育特性、生殖生理特性等方面的遗传变异。
藜麦种质资源的分类与特点主要表现在形态性状、生物学性状等方面的多样性和遗传变异性上，这为藜麦抗旱和耐盐性状的研究提供了丰富的遗传资源和材料基础。
通过对种质资源的分类和特点的深入研究，可以为藜麦的育种工作提供重要的理论支持和实践指导。
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植物抗旱性鉴定指标指标
一些植物长期生长在干旱少雨的地区,为了适 应恶劣的环境条件,形态上发生了一些变化,来抵 抗水分胁迫,保证植株正常生长，如株形紧凑、 叶直立;根系发达、较大的根冠比;叶片被蜡质、 角质层厚、气孔下陷等。 对叶片的解剖结构发现,抗旱性较强的品种, 其维管束排列紧密,束内系列导管较多,导管直径 较大。以禾本科为例,一般认为叶片较小,窄而长, 叶片薄,叶色淡绿,叶片与茎杆夹角小,干旱时卷叶 等是抗旱的形态结构指标。
2.2大气干旱法
通过干燥的空气给植株施加干早胁迫以测定作物抗早性强弱或给作物叶面施 化学干燥剂,通过作物对干旱的反应来测定作物的抗旱性
高渗溶液法
先用沙培法或水培法培养一定苗龄的植株,然后转入高渗溶液中进行干旱处理 结合测定一些指标来反映作物苗期的抗旱性
THE END
2.3 植物叶片的光合速率 干旱胁迫下,抗旱性强的品种能维持相对较 高的光合速率，在玉米、棉花、小麦、水稻 上的结果都证实了这一点。 有学者研究认为在小麦灌浆期和乳熟期的光 合速率可作为小麦抗旱性鉴定的可靠指标。
3生化指标
渗透调节物质：渗透调节是植物抵御干旱的一种重要方式,
不同植物种类及同一植物种类的不同品种之间,可溶性糖、氨基酸含 量及其它物质含量存在差异。
脱落酸：当土壤干旱时,植物能在根系中形成大量ABA,浓度成倍
增加,引起气孔开度减小,实现植物水分利用最优化控制。干旱条件下, 植物叶片的ABA含量能增加数十倍,而且抗旱品种比不抗旱品种积累 更多的ABA,这在小麦、玉米等作物上得到证实。
酶活力：干旱条件下,可影响植物体内多种酶活力。试验研究表明,
一些植物经干旱胁迫处理后不同抗旱性的植物叶片中的SOD酶、 CAT酶与膜透性及膜脂过氧化水平之间存在负相关。
目前,在大豆、棉花、小麦、燕麦等作物的 抗旱鉴定上,测定株高、叶数、叶面积、幼苗 干重并与对照相比较,由此测定供试品种的抗 旱性。 在草坪上常将叶取向、叶垂直扩展率、叶鞘 长度、茎的分支量、叶面积指数、根长、根密 度、根冠比、叶片萎蔫指数、茎干重、根干重、 土壤内各层根量、气孔开闭、植株相对生长率、 根毛量等作为草坪草抗旱性研究的形态指标。
将供试品种直接种在旱地上,以自然降水或灌水控制土壤水分,造成不同程度 的干旱胁迫,使作物成长或产量受到影 响,并以此评价作物 的抗早性。此法 简 便 易行,又有产量结果,但受环境条件 ( 特别 是 降 雨 量 ) 的影响很大,每年结 果难以重复,所需时间长,工作量大。
1.2干旱棚或温室法
在干旱棚或温室内通过控制土壤水分来测定作物的抗早性已得到广泛的应用。 但干早棚与大田的环境条件差异会造成一定试 验误差。
1.3生长箱或人工气候室法
在控制温度湿度和光照的生长箱或人工 气候室中观测作物对干早胁迫的反应, 测定作物的抗早性该方法需要一定的设备,难以大批量进行,但试验结果可靠, 可重复试验。
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根据对作物干旱处理的方法不同,作物抗旱研究 可分为一下方法
2.1土壤干旱法
通过控制盆栽或大田栽培作物的土壤含水量而造成植株水分胁 迫来测定作物 的 抗旱性,主要对作物不同生育阶段进行干旱处理,以全 生育期不进行干早处 理的植株作为对 照。
作物抗旱研究方法
要测定作物的抗旱性,首先 要 给作物创 造 一个适当干旱胁迫的环 境,然后再选择合理 的指标来区分作物品间抗旱性的差异。
根据作物生长环境的不同,作物抗早研究方法分为 以下几种方法：
1.1 田间测定法 1.2 干旱棚或温室法 1.3 生长箱或人工气候室法
1.1 田间测定法
植 物 抗旱 性 鉴 定 指 标 与 抗 旱 研 究 方法
孙刘臣
干旱是指长期降水偏 少,造成空气干燥,土壤缺水,使 植物体 内的水分发生亏缺,影响正常生长发育而减产,干旱造成的 减产是干旱和半干旱地 区粮食生产的主要障碍之一。抗旱 性鉴定就是按作物抗早能力的大小进行鉴定评价 ,由于植 物在漫长的进化过程中以多种方式来抵抗和适应干旱所以 形成了多种抗旱制。
2.生理指标
水分生理指标
细胞质膜透性变化
植物叶片的光和速率
2.1 水分生理指标
植物的抗旱性与植株的水分状况有关。叶 片相对含水量、叶水势、压力势，通常作为 植物的水分状况指标。
这三个指标能够很好的反应出水分状况与 痿焉之间的平衡关系。
2.2 细胞质膜透性变化 膜伤害的程度可通过电导值反应,其值的大 小与品种的抗旱性有密切的关系,多采用相对 电导率来衡量膜伤害的程度。这个指标已在 玉米、小麦、水稻、豆类、高粱、谷子、草 坪等植物中得到应用。
4 综合指标
综上所述的关于植物抗旱性鉴定的方 法中基本上都是从单项指标(因素)上进行 鉴定,而植物的抗旱性是由多种因素相互 作用构成的一个较为复杂的综合性状,其 中每一因素与抗旱性之间存在着一定的 联系,为弥补这些缺陷,近年来较多采用综 合的指标,如:抗旱总级别法,模糊数学中 的隶属函数法，聚类分析法等多种综合 评价方法。