茄科植物抗旱性生理機(jī)制研究進(jìn)展_李曉煒.pdf

·67·工 作 研 究農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備 2018年第4期摘要：干旱影響植物各階段的生長(zhǎng)發(fā)育和生理代謝過(guò)程。從茄科植物形態(tài)結(jié)構(gòu)、水分生理、光合特性、滲透調(diào)節(jié)、質(zhì)膜透性等方面對(duì)茄科植物抗旱形態(tài)特征及生理機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行概述，并展望了茄科植物抗旱性研究的方向。關(guān)鍵詞：茄科植物；抗旱；形態(tài)0 引言干旱災(zāi)害是我國(guó)嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，它會(huì)嚴(yán)重影響到農(nóng)作物的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。茄科廣泛分布于全世界溫帶及熱帶地區(qū)，是重要的糧食和蔬菜作物。茄科植物中經(jīng)濟(jì)植物有辣椒、馬鈴薯、番茄、煙草，藥用植物有枸杞。目前，國(guó)內(nèi)外專家對(duì)茄科植物辣椒、番茄、馬鈴薯的生理生化指標(biāo)對(duì)茄科植物抗旱性進(jìn)行了大量研究。由于作物的抗旱性受多種因素影響，較為復(fù)雜，不同種屬不同品種的茄科植物抗旱生理機(jī)制可能不同。下面介紹幾種茄科植物的抗旱性，為茄科植物的抗旱生理機(jī)制的研究奠定基礎(chǔ)。1 茄科植物形態(tài)結(jié)構(gòu)與抗旱性植物在受到干旱威脅，在長(zhǎng)期適應(yīng)、進(jìn)化中形成各種抗旱機(jī)能。在形態(tài)特征方面，一般情況下將根系、葉片等方面作為植物抗旱性評(píng)價(jià)植物抗旱性的指標(biāo)。如，辣椒在干旱脅迫下，通過(guò)減少葉面積、促進(jìn)葉厚、增大氣孔、增加葉脈密度和促進(jìn)根系生長(zhǎng)，增加葉片、莖、根的持水力適應(yīng)干旱脅迫1。這些變化主要是植物為了適應(yīng)干旱脅迫，通過(guò)形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變降低水分散失，維持正常生長(zhǎng)、發(fā)育對(duì)水分的需要。李永亮2等研究發(fā)現(xiàn)烤煙側(cè)根總長(zhǎng)可以作為抗旱品種篩選的依據(jù)。2 茄科植物生理生化特征與抗旱性2.1 水分生理指標(biāo)與抗旱性的關(guān)系水分生理指標(biāo)包括葉水勢(shì)、相對(duì)水分虧缺、葉持水力、壓力容積技術(shù)（PV技術(shù)）測(cè)出的各種水分參數(shù)。高占旺等對(duì)3個(gè)品種馬鈴薯在干旱脅迫下葉片的相對(duì)含水量、葉水勢(shì)做測(cè)量，發(fā)現(xiàn)脅迫強(qiáng)度越大，葉片相對(duì)含水量和葉水勢(shì)下降越明顯。在茄科植物受到干旱脅迫是，首先表現(xiàn)的是水分的虧缺，大量實(shí)驗(yàn)表明，葉片的相對(duì)含水量可以反映反映出整體水分虧缺狀況。劉國(guó)花3的研究表明，辣椒幼苗的相對(duì)含水量隨干旱脅迫時(shí)間呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，篩選出的抗旱品種有較高的相對(duì)含水量。茄科植物的幼苗、葉片中相對(duì)含水量變化說(shuō)明，與其他植物干旱脅迫下表現(xiàn)一直，葉片中束縛水含量上升，增加原生質(zhì)膠體的吸水能力，增加植株保水能力，增強(qiáng)抗旱能力。在水分生理指標(biāo)中，研究最多的是葉片的相對(duì)含水量，且作為了抗旱品種篩選中的重要指標(biāo)。2.2 光合作用與抗旱性的關(guān)系光合作用是綠色植物利用太陽(yáng)的光能，同化二氧化碳和水制造有機(jī)物質(zhì)制造有機(jī)物，當(dāng)植物受到干旱脅迫，水分虧缺時(shí)，會(huì)造成光合作用減弱、光合速率降低，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。因此，光合速率是作物抗旱性鑒定的重要指標(biāo)4。研究發(fā)現(xiàn)茄科植物在受到干旱脅迫，光合速率下降，氣孔導(dǎo)度增大.光飽和點(diǎn)降低，而光補(bǔ)償點(diǎn)增加，氣孔調(diào)節(jié)是茄科植物番茄適應(yīng)干旱脅迫的重要生理機(jī)制5-8。氣孔作為植物與環(huán)境水分和氣體交換的重要器官，在植物生命活動(dòng)中至關(guān)重要，它在保證植物光合作用最大限度的吸收CO2的同時(shí)控制最優(yōu)的蒸騰作用。2.3 滲透調(diào)節(jié)與抗旱性的關(guān)系植物滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)很多，基本上有兩大類，一是無(wú)機(jī)離子。二是在細(xì)胞合成的有機(jī)溶質(zhì)（可溶性糖、游離氨基酸、有機(jī)酸等）。有機(jī)和無(wú)機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)中都有重要作用。其中脯氨酸是最重要、有效的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。茄科植物在干旱脅迫、缺水條件下，茄科植物體內(nèi)脯氨酸大量積累，品種之間、脅迫時(shí)間有差異。茄科植物中辣椒9、馬鈴薯7、枸杞10的研究中表明，抗旱性強(qiáng)的品種在干旱脅迫時(shí)，脯氨酸大幅積累，在干旱脅迫較輕時(shí)，抗旱性弱的品種積累游離脯氨酸多于抗旱性強(qiáng)的品種，而隨著脅迫加強(qiáng)，抗旱性強(qiáng)的品種游離脯氨酸積累強(qiáng)度大于抗旱性弱的品種，復(fù)水后抗旱性強(qiáng)的品種游離脯氨酸下降快，而抗旱性弱的品種則下降緩慢11。2.4 質(zhì)膜透性和MDA含量與抗旱性的關(guān)系MDA是膜脂過(guò)氧化最重要的產(chǎn)物之一，它的產(chǎn)生還能加劇膜的損傷因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一個(gè)常用指標(biāo)，可通過(guò)MDA了解膜脂過(guò)氧化的程度，以間接測(cè)定膜系統(tǒng)受損程度以及植物的抗逆性。MDA的積累與膜透性的增加呈極顯著的正相關(guān)13-15。茄科植物中MDA含量常常作為抗旱鑒定的指標(biāo)13。在干旱脅迫時(shí)茄科植物表現(xiàn)為抗旱性強(qiáng)的品種體內(nèi)MDA積累少，對(duì)膜系統(tǒng)損傷降低，從而對(duì)外界逆境環(huán)境的抵抗能力提高，表現(xiàn)為抗旱強(qiáng)。3 展望綜上所述，研究人員對(duì)茄科植物的形態(tài)特性、生理機(jī)理方面的研究也取得了許多成果，這些成果和植物的抗性研究存在一致性，也有差異性。目前對(duì)茄科植物的抗旱性鑒定還沒(méi)有公認(rèn)的方法，因此需要綜合各生育期的抗旱性指標(biāo)、生理生化指標(biāo)，分子鑒定來(lái)提高抗旱性鑒定的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。近些年來(lái)，生物技術(shù)的快速發(fā)展給茄科植物抗旱研究帶來(lái)希望，隨著馬鈴薯、辣椒等茄科植物抗旱基因的研究，今后從分子水平解釋茄科植物特有抗旱機(jī)理及生理功能，通過(guò)基因工程的手段培育抗旱新品種是必然趨勢(shì)。然而，植物抗旱過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，并且受多個(gè)基因調(diào)控及環(huán)境影響。今后抗旱性的研究是一個(gè)多層次多方面綜合性的研究，不僅僅是單個(gè)基因克隆和導(dǎo)入的研究。參考文獻(xiàn)1 劉朝霞，余焰文，陳艷秋，等.水分脅迫對(duì)苗期番茄葉片保護(hù)酶活性和植株形態(tài)的影響J.北方園藝，2015，（23）：1-5.2 李永亮，周冀衡，李永平，等.烤煙品種抗旱性的早期鑒定技術(shù)研究J.亞熱帶植物科學(xué)，2008，（1）：41-44.3 劉國(guó)花.干旱脅迫對(duì)辣椒生理機(jī)制的影響J.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，（1）：88-90.4 胡新生，王世績(jī).樹(shù)木水分脅迫生理與耐旱性研究進(jìn)展及展望J.林業(yè)科學(xué)，1998，（2）：79-91.5 海梅榮，陳勇，周平，等.干旱脅迫對(duì)馬鈴薯品種生理特性的影響J.中國(guó)馬鈴薯，2014，28（4）：199-204.6 徐建飛，劉杰，卞春松，等.馬鈴薯資源抗旱性鑒定和篩選J.中國(guó)馬鈴薯，2011，25（1）：1-6. （下轉(zhuǎn)第76頁(yè)）茄科植物抗旱性生理機(jī)制研究進(jìn)展李曉煒1，童 婷2（1.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化培訓(xùn)中心，新疆烏魯木齊 830001；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830001）·76·工 作 研 究 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備 2018年第4期嚴(yán)懲處。4.2 落實(shí)養(yǎng)護(hù)責(zé)任，建立村黨員干部包干聯(lián)系制度長(zhǎng)期以來(lái)，古樹(shù)名木大多處于無(wú)人管理，靠村民群眾自覺(jué)保護(hù)。隨著時(shí)間推移、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、村民生活習(xí)慣的改變，古樹(shù)的生長(zhǎng)逐漸遭受影響，每個(gè)村要針對(duì)現(xiàn)有的古樹(shù)確定專人養(yǎng)護(hù)，實(shí)行黨員干部包干制度，確保株株古樹(shù)有人護(hù)，對(duì)包干的古樹(shù)保護(hù)出現(xiàn)問(wèn)題的，要嚴(yán)格追究聯(lián)系黨員干部的責(zé)任。4.3 加強(qiáng)巡查充分利用現(xiàn)有的180名專職護(hù)林員，把古樹(shù)名木的巡查列入護(hù)林員的職責(zé)當(dāng)中，確保破壞古樹(shù)及古樹(shù)異常能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。4.4 建立古樹(shù)保護(hù)專業(yè)隊(duì)，逐年開(kāi)展保護(hù)古樹(shù)由于樹(shù)齡古老、樹(shù)體高大、樹(shù)種豐富，存在的問(wèn)題多種多樣，象枯枝修剪、樹(shù)體復(fù)壯、樹(shù)洞修補(bǔ)、病蟲(chóng)防治等等對(duì)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的要求相當(dāng)高，需要專業(yè)的人才，而且這些工作要經(jīng)常性開(kāi)展，因此需要成立一支古樹(shù)日常養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，并確保養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)。4.5 設(shè)立古樹(shù)保護(hù)有獎(jiǎng)活動(dòng)通過(guò)設(shè)立發(fā)現(xiàn)破壞古樹(shù)、古樹(shù)異常、征集古樹(shù)保護(hù)金點(diǎn)子等活動(dòng)，讓全社會(huì)參與到古樹(shù)保護(hù)當(dāng)中，對(duì)認(rèn)養(yǎng)古樹(shù)保護(hù)較好的，給予推廣并進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。4.6 招募古樹(shù)保護(hù)志愿者通過(guò)招募古樹(shù)保護(hù)志愿者、古樹(shù)認(rèn)養(yǎng)等方式確保古樹(shù)有人護(hù)。組織志愿者巡護(hù)古樹(shù)、清理古樹(shù)周邊垃圾等活動(dòng)，讓古樹(shù)得到較好保護(hù)。4.7 依法保護(hù)古樹(shù)名木對(duì)發(fā)現(xiàn)的破壞古樹(shù)行為，森林公安要堅(jiān)決依法打擊，并加大宣傳力度，起到警示作用。4.8 加大古樹(shù)保護(hù)專業(yè)培訓(xùn)通過(guò)舉辦由鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村干部參加的古樹(shù)保護(hù)專業(yè)培訓(xùn)班，既可以提高古樹(shù)保護(hù)專業(yè)水平又可以提高古樹(shù)保護(hù)意識(shí)。4.9 加大古樹(shù)保護(hù)資金投入古樹(shù)保護(hù)工作內(nèi)容多、專業(yè)性強(qiáng)、所需資金大，各級(jí)財(cái)政要把古樹(shù)保護(hù)資金列入財(cái)政預(yù)算，樹(shù)洞修補(bǔ)、防腐、枯枝修剪、白蟻等病蟲(chóng)害之類的工作統(tǒng)一外包專業(yè)隊(duì)施工，確保保護(hù)的效果。參考文獻(xiàn)1 張少偉，楊海蛟，王少周，等.生態(tài)文明背景下的林業(yè)文化資源保護(hù)措施與對(duì)策研究以登封市古樹(shù)名木保護(hù)為例J.河南農(nóng)業(yè)，2017，（21）：47-49.2 高云泉.澄江縣古樹(shù)名木資源現(xiàn)狀及保護(hù)對(duì)策J.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2017，42（2）：117-121.3 張慶峰.古樹(shù)名木保護(hù)中存在的問(wèn)題與對(duì)策J.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，14（5）：26-28.7 尹智宇，肖關(guān)麗.干旱脅迫對(duì)冬馬鈴薯苗期生理指標(biāo)及光合特性的影響J.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2018，（2）：1-6.8 付秋實(shí)，李紅嶺，崔健，等.水分脅迫對(duì)辣椒光合作用及相關(guān)生理特性的影響J.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（5）：1859-1866.9 婁喜艷，劉冬梅，裴冬麗，等.干旱脅迫對(duì)辣椒幼苗生理指標(biāo)的影響J.北方園藝，2017，（6）：43-46.10 李浩霞，杜建民，郭永忠，等.干旱脅迫及復(fù)水對(duì)寧夏枸杞幼苗生長(zhǎng)和葉綠素含量的影響J.寧夏農(nóng)林科技，2016，57（8）：5-8.11 翁森紅，趙來(lái)喜.干旱處理下豆科牧草在三個(gè)生長(zhǎng)期游離脯氨酸積累的動(dòng)態(tài)J.四川草原，1997，（3）：20-23.12 戴高興，彭克勤，蕭浪濤，等.聚乙二醇模擬干旱對(duì)耐低鉀水稻幼苗丙二醛、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性的影響J.中國(guó)水稻科學(xué)，2006，20（5）：557-559.13 宋志榮.干旱脅迫對(duì)辣椒生理機(jī)制的影響J.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003，1（2）：53-55.14 李建武，王蒂，雷武生.干旱脅迫對(duì)馬鈴薯葉片膜保護(hù)酶系統(tǒng)的影響J.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，（3）：100-103.15 焦志麗，李勇，呂典秋，等.不同程度干旱脅迫對(duì)馬鈴薯幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響J.中國(guó)馬鈴薯，2011，25（6）：329-333.和個(gè)人的摸底調(diào)查和建檔工作。對(duì)生產(chǎn)繁育種子種苗的基地按照農(nóng)作物產(chǎn)地檢疫規(guī)程實(shí)施產(chǎn)地檢疫，抓好生產(chǎn)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)管理，確保繁育基地?zé)o檢疫性有害生物，生產(chǎn)出不帶檢疫性有害生物的種子種苗。嚴(yán)格依法行政、依法辦事，嚴(yán)格按照農(nóng)業(yè)植物調(diào)運(yùn)檢疫規(guī)程，加強(qiáng)調(diào)運(yùn)種子種苗的檢疫檢驗(yàn)，嚴(yán)把銷售流通調(diào)運(yùn)關(guān)口，限制帶有檢疫性的種子種苗的流通。2.4 加大種子種苗市場(chǎng)執(zhí)法檢疫力度充分利用當(dāng)?shù)卮杭竞颓锛咀魑锊シN育苗和苗木銷售移栽的兩大生產(chǎn)旺季，植物檢疫部門(mén)聯(lián)合農(nóng)業(yè)執(zhí)法大隊(duì)進(jìn)行植物檢疫執(zhí)法檢查。執(zhí)法檢查包括驗(yàn)查本地生產(chǎn)的種子、種苗是否有產(chǎn)地植物檢疫合格證；調(diào)運(yùn)的種子種苗是否辦理前期檢疫要求書(shū)，是否具有植物檢疫證書(shū)，種子、種苗的數(shù)量（包括庫(kù)存數(shù)量與銷售數(shù)量）是否與植物檢疫證書(shū)數(shù)量相吻合；查看種子包裝上的檢疫合格編號(hào)是否與實(shí)際相符，標(biāo)簽是否規(guī)范。依據(jù)植物檢疫條例有關(guān)規(guī)定，對(duì)不按要求辦理產(chǎn)地檢疫合格證、調(diào)運(yùn)檢疫證書(shū)、檢疫合格標(biāo)簽編號(hào)不合格的，進(jìn)行嚴(yán)肅處理。2.5 狠抓檢疫人員隊(duì)伍建設(shè)，全面提升檢疫工作能力檢疫人員的綜合素質(zhì)高低關(guān)系到檢疫工作人員的形象，也關(guān)系到檢疫工作的力度、威信和前途，組建一支素質(zhì)好，業(yè)務(wù)精，拉得出，打得響的檢疫隊(duì)伍，是現(xiàn)階段工作能否取得成效的關(guān)鍵。首先是要穩(wěn)定隊(duì)伍，各級(jí)植物檢疫站有3人以上專門(mén)從事植物檢疫工作的專職檢疫員。其次植物檢疫人員需要工作作風(fēng)正直、增強(qiáng)法制觀念、業(yè)務(wù)能力和執(zhí)行力強(qiáng)。對(duì)植物檢疫工作人員開(kāi)展定期或不定期的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，增強(qiáng)法律意識(shí)，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，提高植檢執(zhí)法人員辦案水平和辦案技能。參考文獻(xiàn)1 朱勇，侯建雄.甘肅處繁種子檢疫現(xiàn)狀及其對(duì)策J.植物檢疫，2000，14（3）：172-175.（上接第67頁(yè)）（上接第74頁(yè)）