1、植物的抗旱機理及提高抗旱性的途徑類：碩士九班3060103號，干旱半干旱地區(qū)的總面積占世界陸地面積的30%以上；在中國，干旱和半干旱地區(qū)約占全國土地面積的50%，其中大部分分布在北方和西北地區(qū)。因此，干旱是制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素。如果再加上其他非干旱地區(qū)的季節(jié)性干旱，干旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響將更加嚴重。因此，從植物的角度來看，如何提高植物的抗旱性已成為今后發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)的一個重要研究課題。干旱損害：干旱造成的植物缺水造成的損害。干旱是一種氣候現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，由于長期缺少雨水或缺少雨水，土壤水分不足，空氣干燥。從生理學上講，干旱是一種土壤或氣候現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，水資源匱乏或空氣干燥。干

2、旱在氣象學上有兩層含義，一是干旱氣候，是干旱半干旱地區(qū)氣候的基本情況；第二，氣候異常，某一時期的降水量遠低于多年平均水平。作物的水分狀況取決于吸收和蒸騰作用，吸收水分減少或蒸騰作用過度都會導致水分虧缺。因此，根據(jù)干旱發(fā)生的位置和原因，干旱脅迫可分為三種類型：土壤干旱、大氣干旱、生理干旱和由于不利的土壤環(huán)境條件造成的植物缺水。在嚴重缺水的情況下，干旱抑制生長，干旱死亡與膜損傷有關(guān)，特別是在快速脫水或突然復水時，這將導致植物死亡。干旱死亡機制有三種理論：1 .機械損傷理論：當細胞吸水或失水時，細胞原生質(zhì)和細胞壁會收縮和膨脹。然而，收縮或擴張的程度和速度是不同的。當細胞過度失水時，原生質(zhì)收縮超過細胞

3、壁的收縮能力，由于原生質(zhì)和細胞壁的某些部分之間的粘附，原生質(zhì)可能被撕裂。即使原生質(zhì)和細胞壁之間沒有粘附，原生質(zhì)的收縮程度也大于細胞壁，原生質(zhì)的外膜由于缺乏親水物質(zhì)的保護而破裂。當細胞過度失水時，它會突然復水。由于細胞壁的吸水速度比原生質(zhì)體快，當細胞壁膨脹時，原生質(zhì)體可能被破壞。2。膜構(gòu)型的變化是水分子層膜穩(wěn)定性的重要因素，水分子層與細胞膜緊密結(jié)合。因此，當干旱引起極度脫水時，膜失去水層，改變膜脂分子的排列，從雙層結(jié)構(gòu)變?yōu)榱切位蚰z束結(jié)構(gòu)，使膜上出現(xiàn)親水通道和裂縫，使內(nèi)容物向外泄漏。同時，由于細胞膜的脫水和膜脂分子排列的變化，膜在膜上的位置和構(gòu)型發(fā)生變化，失去其生物活性。根據(jù)自由基損傷理論，失水

4、應(yīng)激會破壞活性氧的原有代謝平衡，誘發(fā)氧化應(yīng)激，引起細胞生理代謝紊亂。其中，O2-與植物的耐旱性密切相關(guān)，是植物耐旱極限崩潰的主要原因。超氧化物歧化酶是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一種以O(shè)2-為底物的酶。在這種酶的作用下，O2-發(fā)生歧化反應(yīng)：O2-2 h2o2將O2-歧化成過氧化氫(H2O2)和氧氣(O2)，其中H2O 2被APX和過氧化氫分解成H2O和O2，從而減輕O2-引起的氧化應(yīng)激。超氧化物歧化酶作為植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，在維持植物體內(nèi)O2-的動態(tài)代謝平衡中發(fā)揮著極其重要的作用。植物的抗旱性及提高抗旱性的途徑抗旱植物應(yīng)具備以下特征：(1)發(fā)達的根系，如深根，能吸收深層土壤中的水分，保證干旱時充足的

5、水分供應(yīng)。(2)敏感的氣孔調(diào)節(jié)能力和特殊的氣孔結(jié)構(gòu)，如氣孔內(nèi)陷和發(fā)達的角質(zhì)層，減少蒸騰和水分損失。(3)干旱時，葉片卷曲或脫落，減少蒸騰面積和蒸騰損失。落葉有利于植物度過干旱期，但會對生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。一種沙漠植物，主要依靠葉子從霧中吸收水分。(4)具有很強的滲透調(diào)節(jié)能力，增加細胞保水或吸水的能力。(5)細胞尺寸小，減少了脫水過程中的機械損傷。(6)細胞原生質(zhì)含有更多的保護物質(zhì)。如活性氧清除能力。提高植物抗旱性的基本途徑是培育抗旱品種。然而，根據(jù)能量守恒定律，不可能培育出在正常條件下高產(chǎn)、在干旱條件下抗旱的品種。因此，預測干旱的發(fā)生時間非常重要。對于難以預測的干旱，其他措施被用來

6、提高抗旱能力。具體措施如下：(1)抗旱練習人為創(chuàng)造不同程度的干旱條件，提高植物的抗旱性和對干旱的適應(yīng)性。促進根系發(fā)育，提高滲透調(diào)節(jié)能力，積累保護物質(zhì)，增強抗脫水能力。(2)蹲苗應(yīng)在苗期適當干燥，以促進根系向縱深發(fā)展。(3)移栽前放置一段時間，增強滲透調(diào)節(jié)能力和吸氧能力。(4)種子播種前的抗旱性當種子發(fā)芽露出胚根時，在陰涼處風干，然后吸水，風干，重復幾次，然后播種以增強原生質(zhì)的親水性。(5)合理施用磷鉀肥。磷促進蛋白質(zhì)合成，增加原生質(zhì)的水合程度，鉀作為滲透物質(zhì)，促進碳水化合物運輸，降低滲透勢。(6)植物生長調(diào)節(jié)劑脫落酸、多效唑和多效唑的化學調(diào)節(jié)。抗蒸騰劑黃腐酸、高嶺土等。甜菜堿在植物的滲透調(diào)節(jié)中起著重要的作用，它具有很強的溶解性，被稱為脯氨酸等細胞質(zhì)滲透物質(zhì)。因此，在研究植物的抗旱性時，干旱脅迫下植物中有機溶質(zhì)脯氨酸、可溶性糖、無機離子鉀、鈉和甜菜堿的含量常被作為衡量抗旱性強弱的生化指標。水資源短缺是中國乃至全世界共同關(guān)注的問題。研究植