几种茄科植物的抗旱性探究

　　摘 要：干旱影响植物各阶段的生长发育和生理代谢过程。从茄科植物形态结构、水分生理、光合特性、渗透调节、质膜透性等方面对茄科植物抗旱形态特征及生理机制研究进展进行概述， 并展望了茄科植物抗旱性研究的方向。
　　
　　关键词：茄科植物； 抗旱； 形态；
　　 　　引言
　　
　　干旱灾害是我国严重的自然灾害之一， 它会严重影响到农作物的高产、稳产。茄科广泛分布于全世界温带及热带地区， 是重要的粮食和蔬菜作物。茄科植物中经济植物有辣椒、马铃薯、番茄、烟草， 药用植物有枸杞。目前， 国内外专家对茄科植物辣椒、番茄、马铃薯的生理生化指标对茄科植物抗旱性进行了大量研究。由于作物的抗旱性受多种因素影响， 较为复杂， 不同种属不同品种的茄科植物抗旱生理机制可能不同。下面介绍几种茄科植物的抗旱性， 为茄科植物的抗旱生理机制的研究奠定基础。
　　
　　1、 茄科植物形态结构与抗旱性
　　
　　植物在受到干旱威胁， 在长期适应、进化中形成各种抗旱机能。在形态特征方面， 一般情况下将根系、叶片等方面作为植物抗旱性评价植物抗旱性的指标。如， 辣椒在干旱胁迫下， 通过减少叶面积、促进叶厚、增大气孔、增加叶脉密度和促进根系生长， 增加叶片、茎、根的持水力适应干旱胁迫[1].这些变化主要是植物为了适应干旱胁迫， 通过形态结构的改变降低水分散失， 维持正常生长、发育对水分的需要。李永亮[2]等研究发现烤烟侧根总长可以作为抗旱品种筛选的依据。
　　
　　2、 茄科植物生理生化特征与抗旱性
　　
　　2.1 水分生理指标与抗旱性的关系
　　
　　水分生理指标包括叶水势、相对水分亏缺、叶持水力、压力--容积技术 （PV技术） 测出的各种水分参数。高占旺等对3个品种马铃薯在干旱胁迫下叶片的相对含水量、叶水势做测量， 发现胁迫强度越大， 叶片相对含水量和叶水势下降越明显。在茄科植物受到干旱胁迫是， 首先表现的是水分的亏缺， 大量实验表明， 叶片的相对含水量可以反映反映出整体水分亏缺状况。刘国花[3]的研究表明， 辣椒幼苗的相对含水量随干旱胁迫时间呈现下降趋势， 筛选出的抗旱品种有较高的相对含水量。茄科植物的幼苗、叶片中相对含水量变化说明， 与其他植物干旱胁迫下表现一直， 叶片中束缚水含量上升， 增加原生质胶体的吸水能力， 增加植株保水能力， 增强抗旱能力。在水分生理指标中， 研究最多的是叶片的相对含水量， 且作为了抗旱品种筛选中的重要指标。
　　
　　2.2 光合作用与抗旱性的关系
　　
　　光合作用是绿色植物利用太阳的光能， 同化二氧化碳和水制造有机物质制造有机物， 当植物受到干旱胁迫， 水分亏缺时， 会造成光合作用减弱、光合速率降低， 导致作物减产。因此， 光合速率是作物抗旱性鉴定的重要指标[4].研究发现茄科植物在受到干旱胁迫， 光合速率下降， 气孔导度增大。光饱和点降低， 而光补偿点增加， 气孔调节是茄科植物番茄适应干旱胁迫的重要生理机制[5-8].气孔作为植物与环境水分和气体交换的重要器官， 在植物生命活动中至关重要， 它在保证植物光合作用最大限度的吸收CO2的同时控制最优的蒸腾作用。
　　
　　2.3 渗透调节与抗旱性的关系
　　
　　植物渗透调节过程中渗透调节物质很多， 基本上有两大类， 一是无机离子。二是在细胞合成的有机溶质 （可溶性糖、游离氨基酸、有机酸等） .有机和无机渗透调节物质在植物对干旱胁迫的适应中都有重要作用。其中脯氨酸是最重要、有效的有机渗透调节物质。
　　
　　茄科植物在干旱胁迫、缺水条件下， 茄科植物体内脯氨酸大量积累， 品种之间、胁迫时间有差异。茄科植物中辣椒[9]、马铃薯[7]、枸杞[10]的研究中表明， 抗旱性强的品种在干旱胁迫时， 脯氨酸大幅积累， 在干旱胁迫较轻时， 抗旱性弱的品种积累游离脯氨酸多于抗旱性强的品种， 而随着胁迫加强， 抗旱性强的品种游离脯氨酸积累强度大于抗旱性弱的品种， 复水后抗旱性强的品种游离脯氨酸下降快， 而抗旱性弱的品种则下降缓慢[11].
　　
　　2.4 质膜透性和MDA含量与抗旱性的关系
　　
　　MDA是膜脂过氧化最重要的产物之一， 它的产生还能加剧膜的损伤因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一个常用指标， 可通过MDA了解膜脂过氧化的程度， 以间接测定膜系统受损程度以及植物的抗逆性。MDA的积累与膜透性的增加呈极显着的正相关[13-15].茄科植物中MDA含量常常作为抗旱鉴定的指标[13].在干旱胁迫时茄科植物表现为抗旱性强的品种体内MDA积累少， 对膜系统损伤降低， 从而对外界逆境环境的抵抗能力提高， 表现为抗旱强。
　　
　　3、 展望
　　
　　综上所述， 研究人员对茄科植物的形态特性、生理机理方面的研究也取得了许多成果， 这些成果和植物的抗性研究存在一致性， 也有差异性。目前对茄科植物的抗旱性鉴定还没有公认的方法， 因此需要综合各生育期的抗旱性指标、生理生化指标， 分子鉴定来提高抗旱性鉴定的准确性和科学性。近些年来， 生物技术的快速发展给茄科植物抗旱研究带来希望， 随着马铃薯、辣椒等茄科植物抗旱基因的研究， 今后从分子水平解释茄科植物特有抗旱机理及生理功能， 通过基因工程的手段培育抗旱新品种是必然趋势。然而， 植物抗旱过程是一个复杂的过程， 并且受多个基因调控及环境影响。今后抗旱性的研究是一个多层次多方面综合性的研究， 不仅仅是单个基因克隆和导入的研究。
　　
　　参考文献
　　
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