水分胁迫对植物生理生化研究进展
【进展】植物水分胁迫抗性生理生化研究进展
【关键字】进展植物水分胁迫抗性生理生化研究进展摘要:干旱是影响植物生长发育最主要的逆境因子。
干旱胁迫下,植物体内的不同物质的代谢都随之发生变化,其中主要包括糖类,蛋白质,植物激素等。
本文介绍了植物在干旱胁迫下的生理生化响应,同时还系统的介绍了几类干旱胁迫下的代谢产物的最新研究进展。
它们作为调节代谢的物质,在干旱胁迫下发挥着重要作用。
关键词:干旱胁迫,渗透调节,耐旱性,植物激素Plant drought stress: physiological and biochemical mechanismsAbstract: Drought affects plant growth most seriously. Metabolize of various matters has been influenced in drought stressed plants, including sugars、proteins、plant hormones and so on. This paper introduce physiological and biological responses of plant to drought stress, and current researchs regarding several drought induced Metabolize producetions which play important roles as Metabolize conditioner in drought stress.Key word: drought stress, osmotic regulation, drought tolerance, plant hormone干旱是影响植物生长发育最主要的逆境因子。
严重影响植物的生长发育,造成农作物减产,并且使生态环境日益恶化。
提高植物的抗旱性对农业生产实践及生态保护与环境建设具有极其重要的作用。
水分胁迫条件下葡萄生理生化反应研究进展
532008.05收稿日期:2008-06-07作者简介:侍朋宝(1979-),男,硕士,讲师,研究方向为葡萄与葡萄酒。
E-mail:shipengbao@水分胁迫常常对植物的生长发育、生理过程和产量造成极大的影响。
我国北部干旱、半干旱地区总面积约占全国土地面积的一半,并且有1/3以上的葡萄种植区位于干旱和半干旱地区,所以北方大多数葡萄都会遭受干旱的威胁。
干旱会破坏植物的水分代谢,使细胞脱水造成水分亏缺,使葡萄生长发育产生生理障碍,降低葡萄产量,影响果实品质及酒质,因此是制约葡萄与葡萄酒产业发展的重要环境因子[1]。
1 葡萄的形态指标1.1 叶片在水分胁迫条件下,随胁迫程度的加剧,叶片变厚,上下表皮细胞变扁,细胞纵/横径比值变小,栅栏细胞在干旱时变细长,海绵细胞变小,细胞刚性增大。
叶片CTR(栅栏组织厚/叶厚)值越大,SR(海绵组织厚/叶厚)值越小,抗旱性越强 [2-4]。
李予霞等研究得出,胁迫后葡萄的新生叶片明显变小,叶脉多而皱缩,有些甚至出现畸形,不对称、无正水分胁迫条件下葡萄生理生化反应研究进展侍朋宝1,陈海菊2 ,柴菊华1(1.河北科技师范学院食品工程系;2.河北科技师范学院园艺园林系 河北昌黎 066600)摘 要:从水分胁迫对葡萄叶、根的形态及气孔行为、光合作用、呼吸作用、质膜透性、氮代谢、碳水化合物代谢、活性氧代谢、内源激素变化等生理生化方面的研究进行了综述,为全面研究葡萄抗旱机理及进一步制定抗旱措施奠定理论基础。
关键词:葡萄;水分胁迫;形态指标;生理生化指标常叶缘锯齿,大量叶肉组织纤维化,细胞伸长逐步分化为导管,叶表面粗糙、叶片皱缩[5]。
抗旱性强的葡萄种类的表皮细胞小于抗旱性弱的种类,且排列致密[2];同时抗旱性强的品种叶片大、小气孔较小,抗旱性弱的品种则相反,且葡萄的抗性越强气孔密度越大。
另外,目前已在葡萄上发现气孔群,气孔群的存在可能有利于水分的保存[6]。
1.2 根土壤在适度干旱胁迫条件下有利于促进葡萄植株根系生长,增加新根数量和活性,显著增加有效根表面积,同时可适当减少地上部营养器官的生长,提高葡萄的根冠比,更有利于养分和水分的吸收[7-8];但在严重干旱胁迫下会显著抑制葡萄新梢和根系生长,使根冠比重新变小[7]。
水分胁迫对兰花“曙光”生理生化指标的影响研究
A 6 4 5 ) , 依据公式 ( 1 ) ~ ( 4 ) , 分别计算出叶绿素 a 和叶绿素 b
的浓 度 :
C a = 1 2 . 7 2 A 3 — 2 . 5 9 A∞ C b = 2 0 . 1 3 A 6 4 5 - 5 . 0 3 A ( 1 ) ( 2 )
绿素 、 总糖和淀粉含量随水分胁迫强度的加剧而下 降。
王 丹等 报道 了水分 胁迫对 草莓 叶 片生理 特性 的影 响 , 表 明随 着胁 迫 程 度 的增 加 和胁 迫 时 间 的延 长 , 可溶 性 糖 和
脯氨酸的积累增加。王存纲等报道了水分胁迫对大岩桐 生理生化指标的影响 , 汤伟权等报道了水分胁迫对大叶
32
安徽农学通报 , An h u i A . S e i . B u l 1 . 2 0 1 5 , 2 1 ( 1 2 )
水分胁迫对兰花“ 曙光 " 生理 生化指标的影响研 究
徐锐仙 刘忠贵
6 5 0 2 2 4 )
( 云南野生兰 收藏基地有限公司 , 云南昆明
摘
要: 以 兰花“ 曙 光” 为 材料 , 研 究初 花期 水分 胁 迫对 植株 的 叶绿 素 、 可溶性 糖 、 可溶 性蛋 白、 淀粉 和氨 基 酸
毛, 合蕊柱背和腹面为红色 ; 花期 4 0 —6 0 d , 瓶插期 2 0 —
4 5 d 。适宜 在亚 热带 或 气候 相近 的温 暖地 区保 护地 栽 培 , 并 且该 植物 具有 适应 范 围 、 温度 的广 泛性 的特 点 , 为其 推 广性 的栽 培及 观赏方 面 的应用 提供 了可 能性 … 。 植 物 除 因土 层 中缺 水 引起 水 分 胁 迫外 , 干旱 、 淹水 、
‘ 曙光 ’ 是 由母 本 西 藏 虎 头 兰 ‘ 黄素花 ’ ( C y m b i d i u m
植物水分胁迫的研究进展
植物水分胁迫的研究进展摘要:从植物对水分胁迫的生理反应、水分胁迫的研究方法等方面进行综述,探讨植物水分胁迫的进展及发展趋势。
关键词植物生理反应水分胁迫研究进展引言世界上有大面积干旱和半干旱地区的国家,如前苏联、美国、印度和澳大利亚等都把抗旱性研究作为重点。
前苏联马克西莫夫的关于干旱对生长发育的影响研究、干旱和原生质胶体化学与透性相互关系的研究以及研究提出的灌溉方案和指标,至今仍有重要意义。
美国学者在植物水分和抗旱性方面,做了许多深入的工作。
Kozlowski在其主编的《水分亏缺和植物生长》中,对抗旱性的理论和实际问题做了很多介绍。
印度研究者偏重于应用方面,在作物产量与用水效率关系和品种抗旱鉴定方面成效显著。
世界上约有30%以上的土地属于干旱和半干旱地区,干旱严重影响植物的生长发育,并使生态环境日益恶化。
如何开发利用干旱、半干旱地区种植植物,已成为一个亟待解决的问题,因此植物与水分关系的研究日益受到各国学者的重视。
目前国内外水分胁迫研究内容主要集中在水分胁迫对植物的微观机理、形态、生理生化影响等方面。
现将植物水分胁迫研究进展及发展趋势综述如下。
1.水分胁迫对植物外部形态、解剖构造的影响植物形态结构和功能的统一是抵抗逆境的生物学基础。
干旱环境下生长的植物外部形态表现出一定的适应特征(Iannucci,2002),地上部分矮小,根冠比值较大(王海珍,2003),是由于水分胁迫下光合产物向地下部分尤其是细根迁移,使地下部分的分配比例增加,最终改变了苗木光合产物的分配格局,使根冠比增加(韦莉莉等,2005)[1];气孔深陷,根系发达,能有效的利用土壤中的水分,特别是深层土壤的水分。
叶片多表皮毛、刺毛且厚实,角质化程度高,上皮层和脂质层较厚,有利于减少水分的蒸发散水;叶片的细胞体积与叶面积比值较小,以减少细胞吸水膨胀和失水收缩产生的细胞损伤(武维华,2003)[2]。
水分胁迫条件下,植物的根、茎、叶等生长均会受到不同程度地抑制。
水分胁迫的研究进展
水分胁迫的研究进展摘要:水分是构成生物的必要成分,也是生物赖以生存的必不可少的因子之一。
但是,受水分时空分布特征的影响,在地球表面经常而形成干早、半干旱和亚湿润干旱等现象,从而制约植物的正常生理活动。
本文从水分胁迫研究出发,讨论水分胁迫对树木生长和生理代谢的影响,以及树木应对干旱胁迫时的生理生化变化及其机理,研究树木的抗旱生理,提高树木生长潜力, 从而摆脱干旱胁迫造成的影响。
关键词:水分胁迫树木抗旱机制生理研究抗旱生理在植物生理学发展史上,植物水分与抗旱性当属最早开展的研究领域之一,一直备受关注。
特别是近年来由于世界范围的干旱缺水日趋严重,加之分子生物学思想和方法的不断渗入,致使该领域的研究工作进入一个充满活力的新时期,但从旱区农业发展和改善环境的需求看,植物水分与抗旱生理研究的实际进展并不令人感到特别振奋,总体看,已发挥的作用低于应发挥的作用。
为此,需要对该研究领域的发展趋向作进一步的探讨。
1.水分胁迫的综述1.1水分胁迫的概念所谓水分肋迫(Water Stress)是指当植物的失水大于吸水时,细胞和组织的紧张度下降,植物的正常生理功能受到干扰的状态。
水分亏缺则是指植物组织缺水达到正常生理活动受到干扰的程度。
水分胁迫与水分亏缺的含义很近似,因此常常相互通用。
1.2当前世界土地水分现状目前, 世界上有1 /3 以上的土地处于干旱和半干旱地区,其它地区在树木生长季节也常发生不同程度的干旱, 在我国华北、西北、内蒙古和青藏高原绝大部分地区属于干旱、半干旱地区飕占全国土地面积的45%。
水分胁迫是影响树木生理生态的最重要非生物因素之一。
2.水分胁迫的类型植物除因土壤中缺水引起水分胁迫外,干早、淹水、冰冻、高温或盐腌条件等不良环境作用于植物体时,都可能引起水分胁迫.不同植物及品种对水分胁迫的敏感性不同,影响不一。
2.1干旱缺水引起的水分胁迫(又称干旱胁迫),是最常见的,也是对植物产量影响最大的。
2.2高温及盐腌条件下亦易引起植物水分代谢失去平衡,发生水分胁迫。
水分胁迫对大豆生长发育、生理生态特征及养分运移的影响的开题报告
水分胁迫对大豆生长发育、生理生态特征及养分运移的影响的开题报告一、研究背景及意义大豆是世界上重要的粮食和油料作物之一,其产量和质量受许多因素的影响,其中最关键的就是水分胁迫。
水分胁迫是指土壤中的水分不足以满足作物的生长发育需要,从而影响其生长、发育、养分吸收和利用等各项生理生态特征。
特别是在干旱半干旱地区,水分胁迫对大豆的生长发育和生产力影响尤为明显。
因此,深入探究大豆水分胁迫的影响机理和调节措施,对于提高大豆的产量和质量、促进大豆产业的健康发展具有重要的研究意义和实际应用价值。
二、研究内容和方法本研究拟选取大豆为研究对象,通过对大豆在水分充足和缺乏条件下的生长发育、生理生态特征和养分运移进行比较分析,探究水分胁迫对大豆生长发育和养分利用的影响机制。
具体研究内容包括:1.大豆在不同水分条件下的根系形态和生理生化特征的比较分析;2.大豆在不同水分条件下的叶片光合特性和叶绿素荧光参数的变化;3.大豆在不同水分条件下的养分含量和运移特征的比较分析;4.大豆在不同水分条件下的生长发育和产量特征的比较分析。
针对上述研究内容,本研究将采用田间试验、室内盆栽试验、生理生化指标测定和光合性能测定等多种方法,来全面深入地探究水分胁迫对大豆生长发育、生理生态特征和养分运移的影响机制。
三、预期研究结果通过本研究的实验分析,将得到以下预期研究结果:1.大豆在水分胁迫条件下,其根系生长状态、根系吸收力和养分吸收能力将受到不同程度的影响,这将直接影响其产量和品质;2.大豆在水分胁迫条件下,其叶片光合特性和叶绿素荧光参数的变化将明显,这可能是其生理适应和调节机制的表现;3.大豆在水分胁迫条件下,其养分含量和运移特征将发生改变,其中钾、磷和氮是影响大豆产量和品质的重要养分;4.大豆在水分胁迫条件下,其株高、株粗、干物质积累和产量等生长发育特征将受到明显的影响,这将直接影响其生产力和种植效益。
四、研究意义及创新点本研究系统地探究了水分胁迫对大豆生长、生理生态和养分利用的影响机理和调节措施,对于优化大豆生长条件、提高大豆产量和品质、促进大豆产业的健康发展具有一定的理论和实际意义。
果树对水分胁迫反应研究进展精品PPT课件
减少水分蒸腾 维持大气相对
反馈式反应是一种气孔开闭受叶水势控制的生理响应能 力。
干旱协迫 一步降低。
叶水势下降 气孔关闭 阻止叶水势的进
果树生理生化指标对水分胁迫的反应
光合作用
气孔因素:水分胁迫使气孔导度下降,CO2 进入叶片受阻 而使光合下降
非气孔因素:光合器官光合活性下降
Байду номын сангаас
水分胁迫对非气孔因素的影响包括:水分胁迫对 碳素还原具有关键作用的RUBP 羧化酶活性受到抑 制;乙醇酸氧化酶活性上升;光合磷酸化活性下降与 叶绿体结构遭到破坏等,水分胁迫最终导致叶绿体 代谢失调,光合能力下降 。
脯氨酸
脯氨酸是以游离形式存在于植物体内,对细胞的渗透调节 起重要作用,是植物体的防脱水剂,脯氨酸的积累是对水分胁 迫的一种适应。
在水分胁迫前期,脯氨酸含量升高速率较快,随着胁迫强 度的加大,其上升速率减缓。
return
果树生理生化指标对水分胁迫的反应
甜菜碱
植物在水分胁迫或盐害条件下,体内会积累甜菜碱参与 渗透调节目前果树仅限于草莓、梨、枣和葡萄作过研究。
高秀萍等报道,在水分充足条件下,梨、枣和葡萄叶片 均有甜菜碱,抗旱性强的枣含量最高。枣和葡萄叶片中的甜 菜碱含量虽差异较大,但均不受水分胁迫诱导,这与草莓相 似。然而,梨成龄叶片在轻度水分胁迫下甜菜碱即显著增加, 当胁迫强度继续升高时,甜菜碱的累积却不随胁迫程度的加 强继续升高,而是保持在稳定的水平。所以,果树在水分胁 迫下并非都会诱导甜菜碱的积累。
果树器官对水分胁迫的反应
枝条
据罗华健(1998)研究,枇杷株高增长比干粗增长对干旱的 反应更敏感,在柑橘上也有类似的报告。
Li(1989)研究发现,桃树茎的加粗生长比延伸生长对干旱 更敏感,在苹果上也有相同报告(Lotter,1985)。
植物水分胁迫研究进展
植物水分胁迫研究进展
翟学昌;彭丽
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2008(000)036
【摘要】水分胁迫严重影响植物生长发育.本文从水分胁迫对植物外部形态、解剖结构,光舍特性的影响,以及与渗透调节和活性氧变化等生理生化方面进行综述,为研究植物抗旱育种奠定基础.
【总页数】2页(P351,378)
【作者】翟学昌;彭丽
【作者单位】江西环境工程职业学院,江西,赣州,341000;江西环境工程职业学院,江西,赣州,341000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.土壤水分胁迫对植物生理生态影响的研究进展 [J], 谢雯颖
2.园艺植物水分胁迫研究进展 [J], 刘毅;邢晓莹;张盼飞;化延斌;李六林
3.蛋白质组学在植物水分胁迫应答中的应用研究进展 [J], 李国龙;吴海霞;孙亚卿
4.土壤水分胁迫对植物生理生态影响的研究进展 [J], 谢雯颖;
5.丛枝菌根真菌对植物抵抗水分胁迫的影响研究进展 [J], 田鑫怡;马俊;李珊;王梦媛
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植物对水分胁迫的响应及机理研究
植物对水分胁迫的响应及机理研究植物生长发育,离不开水分的供应。
然而,气候变化、人类活动等因素导致地球气候异常,不同时期各地区干旱程度和频率都不同,这给植物的生长带来了很大挑战。
从根处吸收水分,到运输、利用水分、最终释放,植物会产生出许多的响应。
本文将详细探讨植物对水分胁迫的响应及机理研究。
植物对干旱的响应植物自身具有适应性,在适应良好的条件下,以保证自身的生存。
当水分不足时,植物会迅速做出响应,调节植物的生理状态,以尽可能减轻水分缺乏对植物的影响。
1.根系发育植物对于缺水的识别是从根部开始的。
当生长在干旱地区时,植物的根系会表现出自适应性,产生深入地下的支配根系,以吸收更多的地下水。
同时,根毛会变得更长和更细,增加了与周围土壤接触面积,以便更好地吸收水分。
2.保持水分当植物面临水分缺乏时,植物会通过收缩根系和减少蒸腾,以尽量减少水分的流失。
同时,植物内部的组织结构也会发生变化,通常表现为肥大的细胞和更加紧密的细胞交界处,以防止水分的丧失。
3.调节水分利用率植物利用水的效率一般较低,一部分水分被浪费在蒸腾过程中。
在面临干旱的情况下,植物会通过调节水分利用率来尽量减少浪费。
植物会让叶片表面的气孔关闭,阻止水分蒸发,突出生长极。
植物对水分胁迫的机理研究过去,对植物水分胁迫机理的研究主要是从植物的水分吸收到蒸腾过程的角度来观察。
但是随着技术的进步和研究的深入,研究人员发现植物的水分胁迫研究涉及到许多领域,如遗传、分子生物学和土壤学等。
1.遗传与基因调控在过去的研究中,已经发现了一些抗旱基因,并且分析了它们的调控机制。
通过遗传学和分子生物学的手段,可以产生既耐受和敏感于水分胁迫的植株。
这些两者之间的对比有助于解决高效利用水分的机理问题。
2.激素调节激素在调节植物生长发育过程中起着重要的作用。
在水分胁迫的条件下,植物内部的生长激素水平发生了变化。
研究表明,ABA和水分相互作用,ABA能够刺激植物减少蒸腾率,保持水分。
水分胁迫对两种旱生花卉生理生化的影响
( 北京农 学院园林系 .北京
摘
要 :以盆栽德 国鸢尾 ( gra i . e c L )和松 果 菊 ( citapru 。M ec . m a Eh o u r onh )试 材 ,研 究  ̄ e pe
了水分 胁 迫对这 两种旱 生花 卉形 态指标 生理 生化 指标 的影 响: .结果表 明 ,在 水 分胁 迫期 问 ,叶 片
rs l h we h t h ae o tn a su ,c lrp yl O l l a d c r tn i e ra x h l te e l e u t s o d t a e w tr ne t l r is e h oo h l e le t n aoe od d ce . tw i h, el s t c f o e t l t  ̄ e
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水分胁迫对植物生长和发育的影响研究
水分胁迫对植物生长和发育的影响研究水是所有生命的基础,而植物作为生命链的第一环,其对水的需求更是不可忽视。
水分胁迫对植物的生长和发育具有重要影响,本文将就此展开讨论。
一、水分胁迫的定义和影响水分胁迫是指植物生长和发育过程中由于环境中水分不足而引起的一系列生理变化。
处于水分胁迫状态的植物,其水势将会降低,生长速度减缓,叶片萎缩,甚至导致死亡。
二、水分胁迫对植物生长和发育的影响1、根系发育受影响水分胁迫会减少根部的生物活性,导致根系发育减缓或停滞。
同时,根系还有助于植物吸收养分,但由于水分胁迫,根系可能无法吸收足够的养分和水分,使植物生长变得困难。
2、叶片萎缩当植物处于水分胁迫状态时,其叶片中的水分无法得到及时补充,可能导致叶片快速萎缩和脱落。
这不仅会影响植物的光合作用,还可能使植物更容易受到疾病和害虫的侵袭。
3、花期减少水分胁迫可能会导致植物的花期缩短和开花数量减少。
这不仅会影响植物的美观度和观赏效果,还会影响植物的生殖能力和传播方式。
4、减缓生长速度由于水分胁迫会导致植物的养分供应受阻,植物的生长速度可能会减缓。
这对于那些需要快速生长的植物来说尤其严重。
三、水分胁迫的识别和治疗1、识别首先,需要注意植物对水分的需求量。
若长期或短期内无法满足其需求,且表面叶片出现干瘪或黄化等异常,便需要对其进行关注和诊治。
2、治疗一些简单的方法可以帮助植物克服水分胁迫。
例如,增加水的供应,但不要让根部处于过度浸泡状态;避免过度施肥和过度修剪。
最后,植物的管理不仅是科学,更需要综合考虑其生长和发育状态。
在认识到水分胁迫的问题后,我们可以通过诊断改善其状态,使其达到生长和发育的最佳状态。
水分胁迫对杂草生理生化特性的影响
水分胁迫对杂草生理生化特性的影响在水分胁迫下,植物细胞会有一系列的生理生化变化。
主要体现在以下几方面:细胞膜透性及膜脂过氧化、渗透调节、抗氧化系统调节、光合作用变化和激素调节等。
1 对杂草细胞膜透性及膜脂过氧化的影响植物细胞在受水分等逆境胁迫下,植物细胞膜受到的伤害程度可以由细胞膜透性以及膜脂过氧化程度反映出来[23]。
植物细胞质膜的选择透过性会因逆境胁迫而明显改变或丧失,导致细胞内的物质(尤其是电解质)大量外渗,植物细胞外渗物质电导率会增大,因此可以把植物细胞外渗物质电导率作为植物细胞质膜透性大小的指标[24]。
抗旱性较强的植株在干旱胁迫下,其细胞膜内电解质的外渗量会减少,相对电导率处于较低水平,因此可以把相对电导率作为植物抗旱性评价的指标之一[23]。
段敏敏等[25]的研究表明,随着水分胁迫增加,狗牙根叶片相对电导率呈上升趋势,抗旱型狗牙根叶片相对电导率增加缓慢。
侯建华等[24]的研究表明,在不同程度的水分胁迫条件下,羊草和赖草及二者杂交种叶片相对电导率均呈增加趋势。
水分胁迫会引起植物活性氧代谢失控,植物细胞膜脂会发生过氧化现象,导致产生较多的丙二醛(MDA),因此可以把MDA作为植物细胞膜脂过氧化程度的指标,也可以作为植物抗旱性评价的指标之一[23]。
侯建华等[24]的研究表明,羊草和赖草叶片MDA的含量随着水分胁迫程度的加深逐渐增加。
闫海霞[26]的研究表明,在水分胁迫开始后,黄顶菊叶片的MDA含量没有增加,细胞质膜透性与对照组相比无明显变化,随着水分胁迫程度的加强,到第5天MDA的含量开始增加,且细胞质膜透性从处理第5天开始比对照组显著升高,随胁迫程度加深,其升高的幅度增大。
说明在水分胁迫初期,为应对胁迫黄顶菊体内启动了许多应激机制,因此MDA的含量与细胞质膜的相对透性无明显变化;但当胁迫超过一定程度时,二者的变化趋势表明,水分胁迫对黄顶菊的叶片细胞质膜造成了伤害。
2 对杂草渗透调节性物质和抗氧化系统的影响在水分胁迫下,植物自身会产生渗透调节性物质,这类物质可以提高植物细胞的浓度,降低细胞水势,维持水分平衡,从而保证植物的正常生长,渗透调节性物质包括脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等[23]。
水分胁迫及复水对藕草生理生化特性的影响
荫草 ( h lrs r n ia e ) 别 名草芦 、 P aa ia u d n ca , 园草芦 , 为冷季 型 多 年生 禾 本科 草本 植 物 。葫 草 由 于营养 价 值 高 , 适 口性 好 , 、 、 马 牛 羊等 家畜 喜食 , 既可青 刈饲 喂 , 可刈 割调 制干 草或 青贮 , 也 还可 以放牧 利 用_ , 2 因而是 我 国具 有 ] 较高 经济 价值与 生态 价值 的牧草 草种之 一 ; 除用作 饲料 外 , 可 以用 于 造纸 原 料 、 型生 物 能 源燃 料 及人 工 还 ]新
水 分 变 化 的响 应 特 性 及 耐 旱 能 力 。结 果 显 示 ,) 旱 胁 迫 期 间 , 管 土 壤 含 水 量 下 降 迅 速 , 是 叶 片 相 对 含 水 量 在 1干 尽 但 水 分 胁 迫 前 8d仍 维 持 在 正 常 水 平 , 到 第 1 直 2天 时 才 显 著 下 降 。2 在 持 续 干 旱 过 程 中 , 溶 性 蛋 白 与丙 二醛 含 量 ) 可 不 断增 加 。3 叶 绿 素 、 ) 叶绿 素 a 类 胡 萝 h 含量 及 C l/ hb与 C rC l 比值 整 体 上 均 随干 旱 胁 迫 时 间 的延 长 、 素 haC l a/ h 的 而 呈 上 升 趋 势 。4 干 旱 胁 迫 后 期 , 绿 素 荧 光 参 数 F 、 P 增 加 , m、 v F F / o与 q ) 叶 oN Q F F m、 vF P均 有所 下 降 。5 复水 ) 后 , 指 标 均 能 迅 速 得 到 不 同程 度 恢 复 。研 究 结 果 初 步 表 明 , 各 荫草 具 备 较 强 的保 护 与 损 伤 修 复 能 力 , 其 能 够 适要 逆境 因子之 一 , 接威 胁着 植 物 的生长 发育 以及 生 理代 谢 过 程 等 。随着 人类 直
植物抗氧化系统对水分胁迫及复水的研究进展
植物抗氧化系统对水分胁迫及复水响应研究进展*胡国霞马莲菊陈强赵贵林褚妍任菲李雪梅(沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁沈阳110034)摘要:干旱是影响植物正常生长发育的主要环境胁迫因素之一。
本文从抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶)和抗氧化物质(抗坏血酸和谷胱甘肽)两方面综述了植物抗氧化系统对水分胁迫及复水响应的研究进展。
关键词:抗氧化酶;抗氧化物质;水分胁迫;复水中图分类号:?文献标识码:A文章编号:?Progress on the response of plant antioxidant system to water stress and rewateringHu GuoXia, Ma LianJu,Chen Qiang,Zhao GuiLin,Chu Yan,Ren Fei,Li XueMei(College of Chemical and Life Science, Shenyang Normal University, Shenyang 110034) Abstract:Drought is one of the major environmental stressor influencing plant growth and development. The article reviewed the research advances on the response of plant antioxidant system to water stress and rewatering in antioxidant enzymes (superoxide dismutase, peroxidase, catalase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase) and antioxidant substances (glutathione and ascorbic acid).Keywords:antioxidant enzyme;antioxidant substances;water stress;rewatering0 植物为保证其代谢机能的正常进行对本身活性氧(ROS)的伤害具有适应调节和抵御的能力,具体表现为在体内存在着一套精细而又复杂的抗氧化系统,其主要特征是降低或破坏抗氧化酶的活性或抗氧化物质的含量,使ROS的代谢失衡。
水分胁迫对植物生理生化研究进展_党云萍
物体内的活性氧物质影响的模式复杂 ,不同的实 验材料或同种实验材料在不同的处理条件下表现 不同 。 丙二醛 ( MD A)是 植 物 细 胞 膜 脂 过 氧 化 作 用的 最 终 产 物 ,是 膜 系 统 伤 害 的 重 要 标 志 之 一 。 在干 旱 胁 迫 下 , 水 稻 体 内 MD A 含量明显增 [ 3 8, 4 0] ,且其含量随胁迫强度的增加及时间的延 加 长而增加 。 淹水逆境下 , 由于酶保护系统受到破坏 , 自由 导致植物叶片内 基的氧化作用造 成 膜 脂 过 氧 化 ,
水 水是植物生 长 发 育 的 一 个 重 要 环 境 因 子 , 分过多或过 少 , 同 样 对 植 物 生 长 都 是 不 利 的。土 满足不了植物的需求 , 即发生水 壤水分如果过少 , 分亏 缺 现 象 , 产 生 旱 害, 抑 制 植 物 生 长; 土壤水分 过多 , 即造成根际缺氧 , 产生涝害 , 植物生长不好 , 甚至烂根死苗 。 旱涝灾害是 人 类 当 前 面 临 重 大 自 然 灾 害 。 据统计 , 全球每年 由 旱 涝 所 造 成 的 损 失 约 占 自 然 甚至7 灾害的总损失 的 6 0% 以 上 , 0%
[ 3, 4]
目前关 于 干 旱 下 气 孔 运 动 的 调 控 主 要 有 两 , 干 种: 一种是传统的水力学控制理论 ; 另一种是化学 信号控制理论 。 水力学控制理论认为植物体内具 有高度发达的水 分 运 输 系 统 , 在正常情况下植物 效率高 、 阻力 的维管组织构成了一个运输速度快 、 小的水链系统 。 在这一系统中从根到叶的水势逐 渐降 低 , 叶 片 不 断 失 水, 根 则 不 断 吸 水, 使植物体 维持一定的水势差 。 当土壤干旱时 , 根水势降低 , 对地上部分的水 分 供 应 减 少 , 根-叶水链系统内 从而引起植物的系统反应-气 的水力特征改变 , 孔关闭 。 化学信号控制理论认为当植物受到干旱 时, 根系作为土壤干旱的感受器而感受到干旱 , 并 随之产生某种化 学 物 质 , 随水流转运到叶片上的 气孔复合体而关闭气孔 。 许多实验证实了该理论
水分胁迫对辣椒光合作用及相关生理特性的影响
水分胁迫对辣椒光合作用及相关生理特性的影响一、本文概述水分胁迫是农业生产中常见的环境压力之一,对植物的生长和发育具有显著影响。
辣椒作为一种广泛种植的蔬菜作物,其光合作用及相关生理特性在水分胁迫下的响应机制对于提高辣椒产量和品质具有重要意义。
本文旨在探讨水分胁迫对辣椒光合作用及相关生理特性的影响,以期为辣椒的抗旱栽培和水分管理提供理论依据。
本文将首先综述水分胁迫对植物光合作用的基本影响,包括水分胁迫导致的气孔导度变化、叶绿体结构和功能损伤以及光合色素含量和组成的变化等。
随后,本文将重点分析水分胁迫下辣椒光合作用的响应机制,包括光合作用相关酶活性的变化、光合产物的积累与转运等。
本文还将探讨水分胁迫对辣椒其他相关生理特性的影响,如抗氧化酶活性、渗透调节物质含量以及内源激素水平等。
通过综合分析水分胁迫对辣椒光合作用及相关生理特性的影响,本文旨在为辣椒抗旱栽培和水分管理提供科学指导,为提高辣椒产量和品质提供理论支持。
本文的研究结果也有助于深入理解植物在逆境胁迫下的生理生态适应机制,为其他作物的抗旱研究和生产实践提供借鉴和参考。
二、文献综述水分胁迫是植物生长过程中常见的环境压力之一,对植物的生长、发育和生理代谢产生深远影响。
在众多农作物中,辣椒作为重要的蔬菜和调味品作物,其光合作用及相关生理特性在水分胁迫下的变化尤为引人关注。
因此,本文旨在综述国内外关于水分胁迫对辣椒光合作用及相关生理特性影响的研究进展,为提升辣椒抗逆性、优化栽培管理措施提供理论依据。
国内外学者对水分胁迫下辣椒的光合作用进行了大量研究。
多数研究表明,水分胁迫会导致辣椒叶片气孔导度下降,进而影响叶片对二氧化碳的吸收和利用,最终降低光合速率。
水分胁迫还会影响叶绿素的合成和降解,从而影响叶片的光能利用效率。
然而,不同品种辣椒对水分胁迫的响应存在差异,部分品种在轻度水分胁迫下表现出一定的适应性,通过调整叶片结构、提高叶绿素含量等方式维持较高的光合速率。
果树对水分胁迫反应研究进展综述
2003,32(2):72-76.Subtropical Plant Science 果树对水分胁迫反应研究进展(综述) 吴强盛1,夏仁学1,张琼华2(1.华中农业大学园艺林学学院,湖北武汉 430070;2. 湖北省科技信息研究院,湖北武汉 430071)摘 要:综述近十多年果树对水分胁迫反应的研究进展。
对果树在水分胁迫下叶片、根系的形态和显微结构的变化以及气孔反应、光合作用、水势变化、碳水化合物代谢、矿质营养、活性氧代谢、多胺代谢、内源激素、脯氨酸和甜菜碱等生理生化指标的反应作了全面的阐述。
关键词:果树;水分胁迫;反应 中图分类号:S66; Q945.78 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2003)02-0072-05A review of progress in response to fruit trees under water stressWU Qiang-sheng1, XIA Ren-xue1, Zhang Qiong-hua2(1.College of Horticulture and Forestry, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei China; 2. Scientific andTechnical Information Research Institute of Hubei, Wuhan 430071, Hubei China)Abstract: The progress of recent research in response to fruit trees under water stress is reviewed.The morphological reactions and microstructure changes in leaves and roots of fruit trees under water stress are described. Some physiological and biochemical indexes of fruit trees, such as stomatal reactions, photosynthesis, variation of water potential, metabolism of carbohydrates, plant mineral nutrition, metabolism of lipoxygenase and polyamine, changes of endogenous phytohormones, and contents of proline and betain, are summarized in this paper.Key words: fruit trees; water stress; response随着全球温室效应的加剧和大量工业废水、废气、废渣的排出,水资源日益紧张。
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关 键 词 :植 物 ;水 分胁 迫 ;生理 生化
水是 植 物生 长 发 育 的 一个 重 要 环 境 因子 , 水 分 过多 或过 少 , 同样 对 植 物 生长 都 是 不 利 的。土
1 水 分 胁迫 下 的 气孔 运 动
干旱条 件下 植 物 气 孔 运 动 有 两 个 特 点[ ; 7 ① 叶 子 气 孔 关 闭 先 于 叶 子 萎 蔫 。在 叶 子 水 分 亏 缺 早
收 稿 日期 : 0 20 — 5 2 1 51
气孑 复合 体 而关 闭气孑 。许 多实验 证 实 了该 理论 L L
旱涝 灾 害是 人 类 当前 面 临 的重 大 自然 灾 害 。 据 统计 , 全球 每年 由旱 涝 所 造 成 的 损 失 约 占 自然 灾 害 的总损 失 的 6 以上 , 至 7 L , 中干 0 甚 0 】 其 ] 旱造 成 的损失 量超 过其 他逆 境造 成 的总 和[ 。而 2 ] 我 国是一 个 幅员辽 阔的 国家 , 区差 异较 大 , 北 地 南 降 雨 不 均 , 季 节 性 差 异 明 显 , 涝 灾 害 频 繁 发 且 旱
的维管 组织 构成 了一个 运输 速度 快 、 率高 、 效 阻力 小 的水链 系 统 。在这 一系统 中从 根到 叶 的水 势逐
旱胁 迫指 土壤 或大 气缺 乏对 植物 有效 的水 分供 应
而使 植物 遭受 损 害 ; 水 涝 胁 迫 主要 指 土 壤 水 分 而
超过 田问持水 量 , 致 氧 气 不 足 而使 植 物 遭 受 损 导
重影 响植 物 的正常 生长 发育 , 为此 , 现将 从植 物 水
分 胁 迫 的生理 生化 机制 广义 上做 以论 述 。
孔关 闭 。化学 信号 控制 理论 认为 当植 物受 到干旱 时 , 系作为 土壤 干旱 的感受 器 而感 受 到干旱 , 根 并
随 之产生 某种 化 学 物 质 , 随水 流 转 运 到 叶 片上 的
维 持一 定 的水势差 。当土壤 干旱 时 , 水势 降低 , 根
生长 发育 就 称 为涝 害 。但 许 多 情 况 下 , 分 胁 迫 水
指干 旱或 水分 亏缺 l 。不论 干旱 还 是 水 渍 都 严 5 ]
对 地上部 分 的水 分供 应 减 少 , 一 叶水 链 系统 内 根
的水力特 征 改变 , 而 引起 植 物 的系 统反 应 一气 从
方面, 一是 气孔 关 闭 的 间接 影 响 和对 叶 肉细 胞光
干 旱胁 迫 对 呼 吸作 用 的影 响 比光 合 作 用 要
小 。一 般认 为 , 度干旱 使作 物叶 、 轻 茎及整 株 呼吸
速率升 高 , 而后随 着干旱 程度 的增 大而逐渐 降低 。
根系 呼吸对 干旱 的敏感性 大 于地上 部分 。李勤报
降低 是 由于 气孔 因素 的限制 ; 相反 , 当光合 速率 的 降低 伴 随有 c 的升 高 , i 光合 速 率 的 降低 的 主要 原
因是非 气孔 因素 。 涝 害对 植物光 合作 用 的影 响 。土壤 淹水 后 , 不 耐涝植 物 的光合 速率 迅速 下降 。淹水 初期 光合 作 用下 降 的原 因主要是 气孔 关 闭 ,扩散 的气孔 阻 力 增加 [ 随 淹 水 时 间 的 延 长 , 化 酶 活 性 逐 渐 2 ; 羧
陕
西
农
业
科
学
・
综 述 ・
水 分 胁 迫 对 植 物 生 理 生 化 研 究 进 展
党云 萍 。 春 霞 。 东雄 李 刘
( 安 职 业 技 术 学 院 ,陕 西 延 安 7 6 0 ) 延 1 0 0
摘 要 : 章 从 水 分 胁 迫 下 的 气孔 运 动 、 合 作 用 、 吸 作 用 、 素 代 谢 、 性 氧 与 丙二 醛 、 透 调 节物 质 、 质 文 光 呼 激 活 渗 物
逐 渐降 低 , 旱胁 迫时 , 物 的呼吸作 用先 升高后 干 植
降低 。
2 光 合 作 用
干旱对 光 合作 用 的影 响 , lvk曾指 出 干旱 Sa i 条件 下光合 作用 下 降有 三个 原 因 : 即气 孔关 闭 , 失 水 造成 的光 合作 用有关 酶 活力 的下 降和角质 层细 胞壁 部位 对 C 的透过 性 降低口 O 。但 近 年来 的 研究认 为 干旱影 响植 物光 合作用 降低 的原 因有二
iA) P 含量逐 渐 降低 , 赤霉 素 ( GA。 和 乙烯 含 量先 )
升后 降 , 脱落酸 ( A) 量则 逐渐 升高 。一 般认 AB 含 为[] A 的增加 和 iA 的减少 可 以改变膜 的特 2 AB P
降低 , 绿 素含 量下 降 , 片早 衰 脱 落 。土壤 叶 叶 淹水 不仅 降低光 合 速 率 , 合 产 物 的运 输 也有 所光合 色素含 量l - 2 引。淹水 下 , 植物 光 呼 吸酶 活 性受
影 响 [ , 呼 吸 加 强 。 水 分 胁 迫 下 光 呼 吸 具 有 特 2 光
4 激 素代 谢
干旱 胁迫对 内源 激素 的影响水 分胁 迫不 但影 响植 物 的各种生 理 过 程 , 影 响调 节 这些 过程 的 还 植 物激素 。研 究认 为随 着 水分 胁 迫 时 间 的延 长 , 玉 米幼 苗 生 长 素 (AA) 细 胞 分 裂 素 ( 要 为 I 和 主
果表 明 ,许 多植 物 被淹 时 ,苹 果 酸脱 氢 酶 ( 氧 有 呼 吸)含 量 降低 ,乙醇 脱 氢 酶 和 乳 酸 脱 氢 酶 ( 无
植物 受旱 时光 合作用 降低 是 由于气孔 因素 还
是 非 气 孑 因素 的 限 制 , 常 的 判 断 依 据 是 胞 间 L 通 C 浓 度 ( i和 气 孔 限 制 值 ( O。 c) L一1 一A/ ) A。 。A
的正 确 性 , 中 最著 名 的是 Ba k n等 在 玉 米 其 lc ma 上 的分根 实验 和 G l n等 在 向 日葵 上 的加 压 实 ol a
作 者 简 介 : 云 萍 ( 9 8)女 , 西 宜 川 人 , 教 授 , 要 从 事 于 果 树 生 物 技术 及 管理 研 究 。 党 1 6一 , 陕 副 主
因而 光合作 用 速率在 受旱 植株 复水后 仍有 几天 处 于较低 水平 。传统 观 点 认 为 , 孔 开度 对 植 物 水 气 分 状 况调节 是 一 种 反 馈 式反 应 。当土 壤 变 干 时 , 植 物 的水分 供应 减少 , 叶片水 势下 降 , 膨压 随之 降
低 而 引起气 孔关 闭 。而 已有研 究证 明有些 植物 如 甜 菜 、 日葵 、 向 高粱等 在于 旱期 间水分 状况 有与 气
氧 呼 吸)含 量 上 升 , 有 人 建议 ,可 以用 乙醇 脱 且 氢酶 和乳 酸脱氢 酶活性 作为 指示植 物遭受 涝 害程
度 的指标口 。
为 有气孔 阻 力时 的光合 速 率 , 为 气孑 阻力 为 0 A。 L
时的光合 速 率 。c 降低 、 i L升 高表 明光 合 速 率 的
生长, 因而 把 AB 作 为 一 种 化 学 信 号 。研 究 认 A 为 , A 并非 是 唯一 的化 学信 号物 质口 AB 。
土壤淹 水后 根 系对 水 分 的 吸 收速 率 下 降 , 气 孔 关 闭 , 腾 作 用 降 低 , 多 植 物 叶 片 发 生 蒸 许 萎[ 3。气孑 关 闭 是 植 物 在 土 壤 淹 水 后 最 先 出 1 ] 1 L
期 , 孑 保 卫 细胞 膨 压 下 降 , 孔 就 开始 关 闭 , 气 L 气 此
时 叶子并 未 出现萎蔫 状 。随着 植物 水分 亏缺 的发
壤水 分 如果 过少 , 足不 了植 物 的需 求 , 满 即发 生水
分 亏缺 现 象 , 生 旱 害 , 产 抑制 植 物 生 长 ; 土壤 水 分 过多, 即造成 根 际缺 氧 , 生涝 害 , 物 生长不 好 , 产 植
中度 或严 重干 旱 条 件下 , 合 作 用 主要 受 非 气 孔 光 因素限制 l,, 】11 引。 67
涝 害胁 迫后 , 物 的有 氧 呼吸 受 到抑 制 ,无 植 氧呼 吸加 强 , ATP合 成 减 少 , 同时积 累大 量 的 无
氧 呼吸产 物 ,如 丙 酮 酸 、 乙醇 和 乳 酸 等 。研 究 结
陕
西
农
业
科
学
验 。Z a g等 的大 量实 验 发现 内源 激 素 AB 会 hn A
酶类 的活性 。与 此 同时 叶绿 素 合成 能 力 下 降 , 含
量 随 之 减 少 , 后 导 致 绿 色 面 积 减 少 直 至 植 物 最
死亡。
在 水分 胁迫 下大量 积 累 , 能降低 气孔 导度 , 且 抑制
生 , 引起产 量下 降 , 常 品质 降低 。通过 研究 植物 对
水分 胁迫 的生理 机 制 , 助 于 生 产 上采 取 切 实 可 有
孔 导度 有密 切关 系 。但也 眼有 报道一 些禾 谷类 植 物 在未 受到 水 分 胁 迫 时 , L 气孑 即关 闭 。但 在 水 ]
分 胁迫 下玉 米 和小麦 气孔变 小 , 密度增 加[ 。 9
害_ 。涝 害包括 两 层 含 义 : 田作 物 在 土 壤 水 分 5 ] 旱 过 多 , 到 饱 和 时 , 受 的 影 响 称 为 湿 害 ( 水 达 所 或
渍 ) 如 积 水 淹 没 作 物 的 局 部 或 全 部 , 响 植 物 的 ; 影
渐 降低 , 叶片 不 断 失水 , 则 不 断 吸水 , 植 物体 根 使
甚 至烂 根死 苗 。
展 , 孑 导 性 变得 越 来越 小 , 至 零 , 气 L 直 叶子也 逐 渐