茄科植物抗旱性生理機制研究進展_李曉煒.pdf

67工 作 研 究農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2018年第4期摘要：干旱影響植物各階段的生長發(fā)育和生理代謝過程。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)膜透性等方面對茄科植物抗旱形態(tài)特征及生理機制研究進展進行概述，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)害是我國嚴重的自然災(zāi)害之一，它會嚴重影響到農(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)濟植物有辣椒、馬鈴薯、番茄、煙草，藥用植物有枸杞。目前，國內(nèi)外專家對茄科植物辣椒、番茄、馬鈴薯的生理生化指標(biāo)對茄科植物抗旱性進行了大量研究。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，在長期適應(yīng)、進化中形成各種抗旱機能。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價植物抗旱性的指標(biāo)。如，辣椒在干旱脅迫下，通過減少葉面積、促進葉厚、增大氣孔、增加葉脈密度和促進根系生長，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，通過形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變降低水分散失，維持正常生長、發(fā)育對水分的需要。李永亮2等研究發(fā)現(xiàn)烤煙側(cè)根總長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、相對水分虧缺、葉持水力、壓力容積技術(shù)（PV技術(shù)）測出的各種水分參數(shù)。高占旺等對3個品種馬鈴薯在干旱脅迫下葉片的相對含水量、葉水勢做測量，發(fā)現(xiàn)脅迫強度越大，葉片相對含水量和葉水勢下降越明顯。在茄科植物受到干旱脅迫是，首先表現(xiàn)的是水分的虧缺，大量實驗表明，葉片的相對含水量可以反映反映出整體水分虧缺狀況。劉國花3的研究表明，辣椒幼苗的相對含水量隨干旱脅迫時間呈現(xiàn)下降趨勢，篩選出的抗旱品種有較高的相對含水量。茄科植物的幼苗、葉片中相對含水量變化說明，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，增強抗旱能力。在水分生理指標(biāo)中，研究最多的是葉片的相對含水量，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的光能，同化二氧化碳和水制造有機物質(zhì)制造有機物，當(dāng)植物受到干旱脅迫，水分虧缺時，會造成光合作用減弱、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.光飽和點降低，而光補償點增加，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)過程中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)很多，基本上有兩大類，一是無機離子。二是在細胞合成的有機溶質(zhì)（可溶性糖、游離氨基酸、有機酸等）。有機和無機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物對干旱脅迫的適應(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，抗旱性強的品種在干旱脅迫時，脯氨酸大幅積累，在干旱脅迫較輕時，抗旱性弱的品種積累游離脯氨酸多于抗旱性強的品種，而隨著脅迫加強，抗旱性強的品種游離脯氨酸積累強度大于抗旱性弱的品種，復(fù)水后抗旱性強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含量是一個常用指標(biāo)，可通過MDA了解膜脂過氧化的程度，以間接測定膜系統(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。在干旱脅迫時茄科植物表現(xiàn)為抗旱性強的品種體內(nèi)MDA積累少，對膜系統(tǒng)損傷降低，從而對外界逆境環(huán)境的抵抗能力提高，表現(xiàn)為抗旱強。3 展望綜上所述，研究人員對茄科植物的形態(tài)特性、生理機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。目前對茄科植物的抗旱性鑒定還沒有公認的方法，因此需要綜合各生育期的抗旱性指標(biāo)、生理生化指標(biāo)，分子鑒定來提高抗旱性鑒定的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。近些年來，生物技術(shù)的快速發(fā)展給茄科植物抗旱研究帶來希望，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理及生理功能，通過基因工程的手段培育抗旱新品種是必然趨勢。然而，植物抗旱過程是一個復(fù)雜的過程，并且受多個基因調(diào)控及環(huán)境影響。今后抗旱性的研究是一個多層次多方面綜合性的研究，不僅僅是單個基因克隆和導(dǎo)入的研究。參考文獻1 劉朝霞，余焰文，陳艷秋，等.水分脅迫對苗期番茄葉片保護酶活性和植株形態(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 劉國花.干旱脅迫對辣椒生理機制的影響J.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，（1）：88-90.4 胡新生，王世績.樹木水分脅迫生理與耐旱性研究進展及展望J.林業(yè)科學(xué)，1998，（2）：79-91.5 海梅榮，陳勇，周平，等.干旱脅迫對馬鈴薯品種生理特性的影響J.中國馬鈴薯，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.中國馬鈴薯，2011，25（1）：1-6. （下轉(zhuǎn)第76頁）茄科植物抗旱性生理機制研究進展李曉煒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)開發(fā)與裝備 2018年第4期嚴懲處。4.2 落實養(yǎng)護責(zé)任，建立村黨員干部包干聯(lián)系制度長期以來，古樹名木大多處于無人管理，靠村民群眾自覺保護。隨著時間推移、社會經(jīng)濟發(fā)展、村民生活習(xí)慣的改變，古樹的生長逐漸遭受影響，每個村要針對現(xiàn)有的古樹確定專人養(yǎng)護，實行黨員干部包干制度，確保株株古樹有人護，對包干的古樹保護出現(xiàn)問題的，要嚴格追究聯(lián)系黨員干部的責(zé)任。4.3 加強巡查充分利用現(xiàn)有的180名專職護林員，把古樹名木的巡查列入護林員的職責(zé)當(dāng)中，確保破壞古樹及古樹異常能及時發(fā)現(xiàn)。4.4 建立古樹保護專業(yè)隊，逐年開展保護古樹由于樹齡古老、樹體高大、樹種豐富，存在的問題多種多樣，象枯枝修剪、樹體復(fù)壯、樹洞修補、病蟲防治等等對技術(shù)和經(jīng)驗的要求相當(dāng)高，需要專業(yè)的人才，而且這些工作要經(jīng)常性開展，因此需要成立一支古樹日常養(yǎng)護隊伍，并確保養(yǎng)護經(jīng)費。4.5 設(shè)立古樹保護有獎活動通過設(shè)立發(fā)現(xiàn)破壞古樹、古樹異常、征集古樹保護金點子等活動，讓全社會參與到古樹保護當(dāng)中，對認養(yǎng)古樹保護較好的，給予推廣并進行獎勵。4.6 招募古樹保護志愿者通過招募古樹保護志愿者、古樹認養(yǎng)等方式確保古樹有人護。組織志愿者巡護古樹、清理古樹周邊垃圾等活動，讓古樹得到較好保護。4.7 依法保護古樹名木對發(fā)現(xiàn)的破壞古樹行為，森林公安要堅決依法打擊，并加大宣傳力度，起到警示作用。4.8 加大古樹保護專業(yè)培訓(xùn)通過舉辦由鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村干部參加的古樹保護專業(yè)培訓(xùn)班，既可以提高古樹保護專業(yè)水平又可以提高古樹保護意識。4.9 加大古樹保護資金投入古樹保護工作內(nèi)容多、專業(yè)性強、所需資金大，各級財政要把古樹保護資金列入財政預(yù)算，樹洞修補、防腐、枯枝修剪、白蟻等病蟲害之類的工作統(tǒng)一外包專業(yè)隊施工，確保保護的效果。參考文獻1 張少偉，楊海蛟，王少周，等.生態(tài)文明背景下的林業(yè)文化資源保護措施與對策研究以登封市古樹名木保護為例J.河南農(nóng)業(yè)，2017，（21）：47-49.2 高云泉.澄江縣古樹名木資源現(xiàn)狀及保護對策J.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2017，42（2）：117-121.3 張慶峰.古樹名木保護中存在的問題與對策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（自然科學(xué)），2018，（2）：1-6.8 付秋實，李紅嶺，崔健，等.水分脅迫對辣椒光合作用及相關(guān)生理特性的影響J.中國農(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)水對寧夏枸杞幼苗生長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，趙來喜.干旱處理下豆科牧草在三個生長期游離脯氨酸積累的動態(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.中國水稻科學(xué)，2006，20（5）：557-559.13 宋志榮.干旱脅迫對辣椒生理機制的影響J.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2003，1（2）：53-55.14 李建武，王蒂，雷武生.干旱脅迫對馬鈴薯葉片膜保護酶系統(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馬鈴薯幼苗生長和生理特性的影響J.中國馬鈴薯，2011，25（6）：329-333.和個人的摸底調(diào)查和建檔工作。對生產(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。嚴格依法行政、依法辦事，嚴格按照農(nóng)業(yè)植物調(diào)運檢疫規(guī)程，加強調(diào)運種子種苗的檢疫檢驗，嚴把銷售流通調(diào)運關(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，植物檢疫部門聯(lián)合農(nóng)業(yè)執(zhí)法大隊進行植物檢疫執(zhí)法檢查。執(zhí)法檢查包括驗查本地生產(chǎn)的種子、種苗是否有產(chǎn)地植物檢疫合格證；調(diào)運的種子種苗是否辦理前期檢疫要求書，是否具有植物檢疫證書，種子、種苗的數(shù)量（包括庫存數(shù)量與銷售數(shù)量）是否與植物檢疫證書數(shù)量相吻合；查看種子包裝上的檢疫合格編號是否與實際相符，標(biāo)簽是否規(guī)范。依據(jù)植物檢疫條例有關(guān)規(guī)定，對不按要求辦理產(chǎn)地檢疫合格證、調(diào)運檢疫證書、檢疫合格標(biāo)簽編號不合格的，進行嚴肅處理。2.5 狠抓檢疫人員隊伍建設(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)定隊伍，各級植物檢疫站有3人以上專門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、增強法制觀念、業(yè)務(wù)能力和執(zhí)行力強。對植物檢疫工作人員開展定期或不定期的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，增強法律意識，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1 朱勇，侯建雄.甘肅處繁種子檢疫現(xiàn)狀及其對策J.植物檢疫，2000，14（3）：172-175.（上接第67頁）（上接第74頁）