植物的抗旱机理及提高抗旱性的途径.ppt

1、植物的抗旱机理及提高抗旱性的途径类：硕士九班3060103号，干旱半干旱地区的总面积占世界陆地面积的30%以上；在中国，干旱和半干旱地区约占全国土地面积的50%，其中大部分分布在北方和西北地区。因此，干旱是制约该地区农业生产的主要限制因素。如果再加上其他非干旱地区的季节性干旱，干旱对农业生产的影响将更加严重。因此，从植物的角度来看，如何提高植物的抗旱性已成为今后发展旱地农业的一个重要研究课题。干旱损害：干旱造成的植物缺水造成的损害。干旱是一种气候现象，在这种现象中，由于长期缺少雨水或缺少雨水，土壤水分不足，空气干燥。从生理学上讲，干旱是一种土壤或气候现象，在这种现象中，水资源匮乏或空气干燥。干

2、旱在气象学上有两层含义，一是干旱气候，是干旱半干旱地区气候的基本情况；第二，气候异常，某一时期的降水量远低于多年平均水平。作物的水分状况取决于吸收和蒸腾作用，吸收水分减少或蒸腾作用过度都会导致水分亏缺。因此，根据干旱发生的位置和原因，干旱胁迫可分为三种类型：土壤干旱、大气干旱、生理干旱和由于不利的土壤环境条件造成的植物缺水。在严重缺水的情况下，干旱抑制生长，干旱死亡与膜损伤有关，特别是在快速脱水或突然复水时，这将导致植物死亡。干旱死亡机制有三种理论：1 .机械损伤理论：当细胞吸水或失水时，细胞原生质和细胞壁会收缩和膨胀。然而，收缩或扩张的程度和速度是不同的。当细胞过度失水时，原生质收缩超过细胞

3、壁的收缩能力，由于原生质和细胞壁的某些部分之间的粘附，原生质可能被撕裂。即使原生质和细胞壁之间没有粘附，原生质的收缩程度也大于细胞壁，原生质的外膜由于缺乏亲水物质的保护而破裂。当细胞过度失水时，它会突然复水。由于细胞壁的吸水速度比原生质体快，当细胞壁膨胀时，原生质体可能被破坏。2。膜构型的变化是水分子层膜稳定性的重要因素，水分子层与细胞膜紧密结合。因此，当干旱引起极度脱水时，膜失去水层，改变膜脂分子的排列，从双层结构变为六角形或胶束结构，使膜上出现亲水通道和裂缝，使内容物向外泄漏。同时，由于细胞膜的脱水和膜脂分子排列的变化，膜在膜上的位置和构型发生变化，失去其生物活性。根据自由基损伤理论，失水

4、应激会破坏活性氧的原有代谢平衡，诱发氧化应激，引起细胞生理代谢紊乱。其中，O2-与植物的耐旱性密切相关，是植物耐旱极限崩溃的主要原因。超氧化物歧化酶是目前发现的唯一一种以O2-为底物的酶。在这种酶的作用下，O2-发生歧化反应：O2-2 h2o2将O2-歧化成过氧化氢(H2O2)和氧气(O2)，其中H2O 2被APX和过氧化氢分解成H2O和O2，从而减轻O2-引起的氧化应激。超氧化物歧化酶作为植物抗氧化系统的第一道防线，在维持植物体内O2-的动态代谢平衡中发挥着极其重要的作用。植物的抗旱性及提高抗旱性的途径抗旱植物应具备以下特征：(1)发达的根系，如深根，能吸收深层土壤中的水分，保证干旱时充足的

5、水分供应。(2)敏感的气孔调节能力和特殊的气孔结构，如气孔内陷和发达的角质层，减少蒸腾和水分损失。(3)干旱时，叶片卷曲或脱落，减少蒸腾面积和蒸腾损失。落叶有利于植物度过干旱期，但会对生物产量和经济产量产生不利影响。一种沙漠植物，主要依靠叶子从雾中吸收水分。(4)具有很强的渗透调节能力，增加细胞保水或吸水的能力。(5)细胞尺寸小，减少了脱水过程中的机械损伤。(6)细胞原生质含有更多的保护物质。如活性氧清除能力。提高植物抗旱性的基本途径是培育抗旱品种。然而，根据能量守恒定律，不可能培育出在正常条件下高产、在干旱条件下抗旱的品种。因此，预测干旱的发生时间非常重要。对于难以预测的干旱，其他措施被用来

6、提高抗旱能力。具体措施如下：(1)抗旱练习人为创造不同程度的干旱条件，提高植物的抗旱性和对干旱的适应性。促进根系发育，提高渗透调节能力，积累保护物质，增强抗脱水能力。(2)蹲苗应在苗期适当干燥，以促进根系向纵深发展。(3)移栽前放置一段时间，增强渗透调节能力和吸氧能力。(4)种子播种前的抗旱性当种子发芽露出胚根时，在阴凉处风干，然后吸水，风干，重复几次，然后播种以增强原生质的亲水性。(5)合理施用磷钾肥。磷促进蛋白质合成，增加原生质的水合程度，钾作为渗透物质，促进碳水化合物运输，降低渗透势。(6)植物生长调节剂脱落酸、多效唑和多效唑的化学调节。抗蒸腾剂黄腐酸、高岭土等。甜菜碱在植物的渗透调节中起着重要的作用，它具有很强的溶解性，被称为脯氨酸等细胞质渗透物质。因此，在研究植物的抗旱性时，干旱胁迫下植物中有机溶质脯氨酸、可溶性糖、无机离子钾、钠和甜菜碱的含量常被作为衡量抗旱性强弱的生化指标。水资源短缺是中国乃至全世界共同关注的问题。研究植