干旱胁迫对植物的影响和植物的生理生态响应
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盐分胁迫对植物生长生理的影响
张华新,刘正祥等研究了光叶漆、银水牛果等11种树种后发现,盐胁迫后,各树种的苗高生长量下降、生物量累积减少,且随着处理浓度的增加均呈下降趋势,,各树种的根冠比值增大1
王润贤,周兴元,葛晋纲等人对草的研究后发现,在草坪草适应范围之内,根系活力和蛋白质含量呈先升后降的趋势,如超过忍受范围则持续下降;随盐分胁迫强度的增加和胁迫时间的延长,草坪草叶片的WSD上升,脯氮酸含量均表现为先升后降的趋势,但因胁迫程度和草种的不同,其峰值和下降幅度有较大差异。各项生理指标变化的趋势因草种的不同而有较大的差异,与其耐盐性有关,可以作为判定草坪草抗盐能力的评定依据。2
孙方行,李国雷对刺槐进行3天和17天盐胁迫处理后发现,MDA含量和细胞膜透性存在极显著正相关;叶绿素浓度和可溶性蛋白含量也存在极显著关;SOD活性和叶绿素浓度成负相关。从逐步回归分析可以看出细胞膜透性是影响高生长的主要指标3
张金香,钱金娥等人发现,经过前处理的1/2海水区中生长的苗木其叶、茎、根的生长量均超过淡水区中生长的苗木。说明一定程度的耐盐锻炼能够增强苗木对盐碱、干旱环境的适应能力4
张士功,高吉寅,宋景芝发现,6-苄基腺嘌呤、水杨酸、阿斯匹林, 硝酸钙能够在一定程度上限制幼苗对Na+的吸收,阻滞其向地上部分运输的数量和速度;提高体内K+含量、向上运输效率,降低地上部分对Na+、K+的选择性(SNa+、K+),同时6-苄基腺嘌呤还能够促进幼苗根系对Cl-的吸收,并有效地将Cl-限制在根部,阻滞Cl-向上运输,相对降低地上部分的Cl,这些都有利于提高小麦幼苗抗盐性和对盐分胁迫的适应性5
王 强,石伟勇,符建荣,指出,叶面喷施海藻液肥能提高黄瓜根冠比和干物质含量,提高根系总吸收面积和活跃吸收面积;不同浓度的海藻液肥均能降低盐胁迫对叶片质膜的伤害,提高SOD、POD等酶的活性,降低膜脂过氧化产物MDA的积累,提高脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质的含量6
福建稻麦科技,2009,27(2)45
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]。
干旱胁迫对水稻生理生化的影响
戴高兴, 邓国富, 周 萌
(广西农业科学院水稻研究所, 南宁 530007)
收稿日期:20050727作者简介:戴高兴(1975),男,理学硕士,主要研究方向为植物逆境生理。 摘要:在干旱胁迫条件下,水稻的各种生理代谢过程发生了很大变化,水稻植株的净光合速率、叶绿素含量及光合
酶活性有所下降,游离脯氨酸、脱落酸、活性氧和丙二醛的积累量明显增加,抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化物
酶、过氧化酶活性增强,清除过量的活性氧,减少对水稻的损伤,耐旱性强的水稻品种可能具有更强的抗氧化能力。
今后,通过对与水稻抗旱有关的功能基因的转导和表达的研究,从分子水平上探索水稻水分胁迫的内在机理并通
过基因工程的方法培育出抗旱品种,可以减少干旱胁迫对水稻产量和品质的影响。
关键词:水稻;干旱胁迫;生理生化
中图分类号:S511.01 文献标识码:A 文章编号:1002—8161(2006)01-0004-03
Effectofdroughtstressonphysiologyandbiochemistryofrice
DAIGao2xing,DENGGuo2fu,ZHOUMeng
(RiceResearchInstitute,GuangxiAcademyofAgriculturalSciences,Nanning53007)
Abstract:Indroughtstressconditions,theprocessofphysiologicalmetabolismofricechangesgreatly.The
netphotosyntheticrate,chlorophyllcontentandtheactivitiesofphotosyntheticenzymedecrease,thecontentsof
freeproline,abscisicacid,activeoxygenspeciesandmalondialdehydeobviouslyincrease,andtheactivitiesofan2
草地植物对干旱胁迫的生理响应机制
干旱是全球面临的重要环境问题之一,对于草地植物的生长和发育具有严重的影响。草地植物作为生态系统的重要组成部分,其对干旱胁迫产生的生理响应机制备受关注。在适应干旱环境的过程中,草地植物通过一系列的生理响应机制来保护自己免受干旱伤害。本文将探讨草地植物对干旱胁迫的生理响应机制。
1.蒸腾作用调节
草地植物在干旱条件下通过调节蒸腾作用来降低水分流失。蒸腾作用是植物叶片通过气孔释放水蒸气的过程。在干旱胁迫下,植物通过减少气孔开度、增加气孔密度、降低叶面积等途径调节蒸腾作用,降低水分流失,从而减少水分的损失。
2.保护性物质积累
干旱胁迫下,草地植物会积累一些保护性物质来减轻干旱对植物的伤害。这些物质包括抗氧化剂、脯氨酸、可溶性糖等。抗氧化剂可以帮助植物清除自由基,减轻氧化损伤;脯氨酸可以维持细胞内的渗透调节,保持细胞的水分平衡;可溶性糖可以在低水分条件下提供能量,维持植物的生长和代谢活动。
3.根系调节
草地植物对干旱胁迫的生理响应机制中,根系调节起着重要的作用。在干旱条件下,草地植物会增加根毛的分布密度,增加根系的表面积,以增强水分吸收能力。同时,草地植物还会分泌根际土壤中的黏土物质,形成水分的微环境,提高根系对水分的利用效率。
4.叶片脱水适应
草地植物在干旱环境下会出现叶片脱水适应现象。叶片脱水适应是植物为了减少水分损失而采取的一种适应性措施。在干旱胁迫下,草地植物通过合成脱水蛋白来保护细胞膜完整性,减少水分的流失。此外,草地植物还可以调节叶片的角度和厚度,减少水分蒸发。
5.闭气孔调节
草地植物在干旱胁迫下通过关闭气孔来减少水分的流失。气孔关闭是草地植物对干旱的一种重要生理响应机制。在干旱条件下,草地植物通过调节气孔运动以减少叶片表面的水分流失。此外,一些草地植物还可以通过气孔反应速度的调节来提高水分利用效率。
综上所述,草地植物对干旱胁迫的生理响应机制包括调节蒸腾作用、保护性物质积累、根系调节、叶片脱水适应和闭气孔调节等。这些生理响应机制在一定程度上保护了草地植物免受干旱伤害,提高了其抗旱能力。然而,不同种类的草地植物对干旱胁迫的生理响应机制可能有所差异,需要进一步的研究来深入了解和应用。