鸢尾属植物的抗性研究进展

江西农业学报２０１２，２４（２）：４８—５１　Ａｃｔａ　Ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｅ　Ｊｉａｎｇｘｉ　

鸢尾属植物的抗性研究进展　’　芦建国，彭河忠　（南京林业大学风景园林学院，江苏南京２１ｏｏ３７）　摘要：ＡＫ抗旱性、耐盐性、耐阴性、重金属胁迫、抗病性及富营养化水体净化几个方面论述了鸢尾属植物的研究现状，并　对今后在鸢尾属植物抗逆方面的研究前景作了展望。　关键词：鸢尾属；抗性；进展；展望　中图分类号：Ｑ９４９．７１＋８．２８文献标识码：Ａ文章编号：１００１—８５８１（２０１２）０２—００４８～０４　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｉ　ｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ｐｌａｎｔｓ　ｉｎ　Ｉｒ／ｓ　ＬＵ　Ｊｉａｎ—ｇｕｏ．ＰＥＮＧ　Ｈｅ—ｚｈｏｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌａｎｄｓｃａｐｅ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００３７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｌａｎｔｓ　ｉｎ／ｒ／ｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ａｓｐｅｃｔｓ：ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓａｌｔ　ｔｏｌｅｒ—　ａｎｃｅ，ｓｈａｄｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ，ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｓｔｒｅｓｓ，ｄｉｓｅａｓｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｕｔｒｏｐｈｉｃ　ｗａｔｅｒ　ｂｏｄｙ　Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｌｓｏ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ａｄｖｅｒｓｉｔｙ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｐｌａｎｔｓ　ｉｎ　Ｉｒｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｉｒｉｓ；Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；Ｐｒｏｇｒｅｓｓ；Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ　

鸢尾属植物是单子叶植物鸢尾科中具有较高观赏价　值及经济价值的宿根草本植物，是鸢尾科中最大的属，也　是最进化的属。鸢尾属植物分布范围广泛，除极地外，几　乎任何地域都有其生长分布的可能。目前已定名的全世　界鸢尾属植物约有３００余种。我国的鸢尾属种质资源种　类丰富、数目繁多，大约有６０个种、１３个变种及５个变　型。其具有花大色艳、花型奇特、品种众多、色彩多样、适　应性强等显著特征，是绿化、美化、香化城市，装饰花坛、　花径、花带、草坪及路旁的优良材料，在园林中有多种应　用形式。但是，我国的鸢尾属植物在园林中的应用种类　较少，许多研究工作还处在起步阶段。　植物处于旱、涝、寒、冻、病、盐、强光、高温等各种逆　境时，会受到不同程度的伤害，导致生理过程发生变化，　从而引起品质和经济产量下降，影响其选育、生产、加工　及贸易。另一方面，植物经过长期的逆境锻炼也进化产　生了一系列抵制不良环境的机制，即植物的胁迫抗性。　这种胁迫抗性与植物的内部结构、生理状况有密切关系，　只有在高低温、旱、涝、光饱和等胁迫条件下才得以表达。　植物抗性鉴定是优异资源发掘、利用和保护的基　础，鸢尾属植物抗逆性的研究对其抗性品种筛选具有重　要的指导意义，为鸢尾属的抗性育种和推广应用提供理　论依据。本文从干旱、盐胁迫、高温胁迫、重金属胁迫等　方面介绍了鸢尾属抗逆性研究进展情况，并对今后鸢尾　属抗逆性的研究前景进行了展望。　１鸢尾属植物的抗性研究现状　１．１抗旱性植物的抗旱机理非常复杂，抗旱性是受形　态、解剖和生理生化等诸多特性控制的综合性状，不同的　形态、解剖和生理特性之间既相互联系，又相互制约。不　同植物对某一具体指标的抗旱性反应不一定相同，单一　的指标难以全面而准确地反应抗旱性的强弱，因此，抗旱　性应采用多个指标进行综合评价。相对含水量和相对电　导率是干旱胁迫对植物体内水分含量和细胞膜伤害的直　接反应。游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量等　渗透调节物质及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物　酶等细胞内的保护酶系统也是植物抵御干旱的一种重要　方式，均为重要抗旱性指标。　Ｕｒｔｅ　Ｓｃｈｌｖｔｅｒ等　对两个路易斯安娜鸢尾种以及其　回交一代进行淹水、干旱和正常３种水分处理，结果证明　它们对干旱条件的适应性较差。黄菖蒲在完全缺氧的条　件下，生长季节的成熟叶片能存活２８　ｄ，越冬叶片可存活　６０　ｄ。陈之欢　通过水分胁迫实验，发现德国鸢尾在水　分胁迫期间，叶片的组织含水量、叶绿素及类胡萝卜素含　量呈下降趋势；细胞膜透性和丙二醛含量呈上升趋势；还　原糖含量在水分胁迫初期增加，在后期却减少。徐根　成　研究了包括马蔺在内的４种地被植物的抗旱性，得　出在马蔺、地黄、平车前子和紫花地丁四种地被植物中马　蔺的抗旱性最强。黄苏珍　结合形态及生理指标对鸢　尾属５种植物的抗早性进行了研究。得出５种鸢尾属植　物抗旱性自强而弱的排序是德国鸢尾＞鸢尾＞黄菖蒲＞　溪荪＞马蔺，其中德国鸢尾具有较强的抗旱能力。　万劲　通过对德国鸢尾和蝴蝶花的生理生化指标　的测定，研究了两者的抗旱性和耐盐性，表明德国鸢尾的　抗旱性和耐盐性强于蝴蝶花。指出质膜透性小、ＳＯＤ活　力高、脯氨酸含量高等可作为筛选抗性鸢尾属植物的指　标。周源　对鸢尾属７种植物进行了抗旱性研究，表明　不同鸢尾的抗旱机理各不相同，各指标的动态变化也各　不相同；得出７种鸢尾的抗旱性排序为中亚鸢尾＞膜苞　鸢尾＞德国鸢尾＞马蔺＞喜盐鸢尾＞蓝花喜盐鸢尾＞西　

收稿日期：２０１１—１２—１Ｏ　作者简介：芦建国（１９６０一），男，河北易县人，教授，主要从事园林植物应用与研究。　通讯作者：彭河忠。　２期　芦建国等：鸢尾属植物的抗性研究进展　４９　伯利亚鸢尾。赵燕燕　通过对鸢尾属５种植物的干旱胁　迫实验发现，５种鸢尾对干旱的胁迫耐性由强到弱为鸢　尾＞马蔺＞黄菖蒲＞花菖蒲＞溪荪。韩玉林等　以鸢　尾属５种优良地被观赏植物为材料，对其干旱胁迫下植　物抗旱机理及差异进行评价分析，发现德国鸢尾和鸢尾　有较强的抗旱耐性和抗旱调节能力。金丽丽等　将４个　品种鸢尾植株进行浸根处理，模拟土壤干旱胁迫，指出马　蔺具有较强的抗旱性。质膜透性、ＭＤＡ含量和ＳＯＤ活　性是鸢尾属植物重要的抗旱生理指标。　１．２耐盐性土壤或水域中的盐分过多时，生长在这种　环境中的植物会受到这种盐分胁迫的影响，植物发生胁　变。盐胁迫抑制植物组织和器官的生长和分化，提早植　物的发育过程，使营养生长期缩短，植物叶片面积显著减　小。盐胁迫也会使气孔关闭，因此影响植物的光合作用，　同时引起植物的氧化伤害。　盐胁迫对植物的伤害方式主要包括离子毒害、渗透　胁迫和营养不平衡，由渗透胁迫导致植物吸水困难、离子　胁迫造成膜系统损伤、膜系统损伤造成Ｋ　和有机小分　子外渗引起营养缺失，使植物生长受抑制，光合下降，能　耗增加，加速衰老。根据植物对盐分不同浓度的反应，将　植物分为耐盐植物、非耐盐植物。这两种类型的植物对　盐胁迫的生理响应不同，他们采取不同的方式来降低植　株体内盐分。盐生植物主要通过稀释盐分、泌盐等方式　避免盐分对植物的毒害。大多数非盐生植物是通过拒盐　作用不让外界盐分进入植物体，或进入植物体后将它们　集中到根部，不让盐分进入植物代谢最活跃的地上部分。　Ｙｏｎｇｙｉｎ　Ｗａｎｇ　研究了盐胁迫对Ｉｒｉｓ　ｈｅｘａｇｏｎａ的影　响，结果表明在盐胁迫下其体内ＳＡ和ＩＡＡ减少，ＡＢＡ和　ＪＡ含量增加。Ｐｅｔｅｒ　研究发现，盐胁迫会抑制Ｉｒｉｓ　ｈｅｘ—　ａｇｏｎａ当年的营养生长，但是不会影响到生殖生长，有时　甚至会促进生殖生长，导致次年花期推迟。　方顺　通过室内营养液培养研究了马蔺在ＮａＣ１胁　迫下的适应性反应。基本肯定马蔺耐盐性较强，并认为　其耐盐机理为拒盐；并且通过细胞的分隔作用，使Ｎａ　对　其毒害降至最低。万劲等　采用不同质量分数的ＮａＣ１　营养液对德国鸢尾和蓝蝴蝶进行根际盐胁迫，结果证实　了德国鸢尾比蓝蝴蝶具有较强的抗盐能力　韩玉林　研究了ＮａＣ１、Ｐｂ单因子及复合胁迫下喜盐鸢尾的生长和　生理变化。张玉　应用盆栽法，通过不同水平的ＮａＣｌ　胁迫对４种鸢尾属植物的耐盐性进行研究，发现其耐盐　性大小顺序为马蔺＞花菖蒲＞德国鸢尾＞黄菖蒲。仲玉　婷　刚以德国鸢尾为材料，采用根际注射结合叶面喷施外　源激素的方法，在１００　ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣ１胁迫条件下，对不　同浓度的外源ＧＡ，和ＳＡ对盐胁迫下德国鸢尾的盐害指　数、形态指标和生理指标的影响进行了研究。　ｌ　３耐阴性遮荫是使植物产生光量子密度限制的环　境或人为因子。植物耐阴性是指植物在弱光照（低光量　子密度）条件下的生活能力，是一种综合性状；是通过适　应发生变化的光量子密度而产生了一系列的形态、生理　上的变化，从而保持自身系统的平衡状态，且能进行正常　的生命活动能力。　植物对低光照的反应一般分为避免遮荫和忍耐遮　荫两种类型。植物对低光量子密度环境的适应，首先表　现在其外部形态上如叶片的大小、宽度、厚度，其次出现　叶片内部的栅栏组织退化、色素含量以及叶绿体运动等　变化。在遮荫的条件下，植物一方面通过增强充分吸收　低光量子密度的能量，提高光能利用效率；另一方面降低　用于呼吸及维持其生长的能量消耗，使光合作用同化的　能量以最大比例贮存于光合作用组织中等途径来适应低　光量子密度环境，维持其正常的生存生长。　王雁　采用镝灯人工光源，在温室里对盆栽的１４　种地被植物进行了光合特性的研究。得出１４种地被植　物光能利用特Ｉ生不同。具有耐阴能力并由强到弱的植物　顺序为崂峪薹草、荚果蕨、萱草、宽叶麦冬、黄花菜、紫花　地丁、鸢尾和玉簪。马蔺具有较高光补偿点和光饱和点，　是喜光地被植物。李雪莹　通过对鸢尾属５种植物的　叶片单位面积鲜重、干重及含水量、叶片解剖结构、叶绿　素含量及叶绿素ａ／ｂ、叶片光合特性等多项指标的测定，　发现鸢尾属５种植物的耐阴性由强到弱为蝴蝶花＞黄菖　蒲＞鸢尾＞花菖蒲＞溪荪。　刘国华¨　模拟自然遮荫条件，对鸢尾属５种植物的　外部形态、生理生化特性、光合作用变化以及叶片荧光参　数进行了研究。发现５种鸢尾属植物的耐阴顺序为日本　鸢尾＞鸢尾＞德国鸢尾＞溪荪＞马蔺。吴永华等　在　自然遮荫条件下，对ｌＯ种地被植物的形态及生理生化指　标进行了研究，并比较其耐阴性的强弱。结果表明鸢尾　和德国景天较耐阴。吴永华等　还对八宝景天、鸢尾等　ｌ０种地被植物的叶片气孔特征与其耐阴性关系进行了　研究。结果显示，鸢尾气孔聚集分布；鸢尾属于气孔无任　何保卫细胞包围的类型；鸢尾的气孔密度和气孔指数相　对比较小，较耐阴，遮荫处理后其气孔指数明显降低。　１．４重金属胁迫重金属污染是近年来引起人们广泛　关注的环境问题，利用对重金属富集或具有耐性的植物　修复环境重金属污染是治理重金属污染的新途径。重金　属污染对植物的主要伤害途径之一是造成体内的过氧化　胁迫，即造成植物体内产生大量的活性氧自由基，体内的　代谢失调，从而造成生物大分子和膜脂的过氧化，同时导　致超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶３种抗氧　化酶活性的增加。　镉是对植物具有明显危害作用的重金属元素。极　微量水平的ｃｄ就会对植物造成毒害，如降低植物光合　作用，对植物细胞膜系统、蛋白质等造成氧化胁迫破坏，　最后影响植物正常的生理代谢。原海燕　以黄菖蒲、鸢　尾、喜盐鸢尾、马蔺４种植物为材料，通过营养液培养，对