小麥抗旱性的研究進(jìn)展畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 源危機(jī)，在全部水資源中，%分布在海洋,無法利用，地球上不到 3%的是可直接供人類生活利用的淡水資源。同發(fā)達(dá)國家相比, 我國是一個(gè)水資源短缺、澇旱災(zāi)害頻繁的國家，如果按水資源總量考慮，水資源總量居世界第六位，但是我國人口眾多，若按人均水資源量計(jì)算，人均占有量只有2500立方米，約為世界人均水量的1/4，在世界排第110位，被聯(lián)合國列為世界上13個(gè)貧水國家之一。 小麥屬于全球最重要的糧食作物，在世界上分布最廣，播種的面積最大，食用人數(shù)最大，稱之為“世界性的糧食”，但是在小麥的主產(chǎn)國中，有大部分種植地區(qū)屬于干旱，半干旱區(qū)域，儼然干旱已成為廣泛影響小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，威脅著人類的正常生活。在現(xiàn)如今水資源短缺，耕地面積減少，人口激增，干旱面積加劇等現(xiàn)狀下，通過小麥抗旱性的研究，可以有效解決全球糧食短缺。第2章 小麥的抗旱性研究進(jìn)展 根系的構(gòu)型與抗旱性的關(guān)系 在植物生長過程中，根對植物的生長與發(fā)育起著非常重要的作用。一般情況下抗旱性強(qiáng)的小麥根系在土壤中比抗旱性弱的小麥根系扎的深，以便吸收到更多水分供其植物的健康生長，靠的就是根系的發(fā)達(dá)程度和根系的密度。由此可見，當(dāng)植物在適宜的水生環(huán)境中，根系才可以正常的生長而獲得合理的構(gòu)型。根據(jù)王書子等人[4]的研究，在試驗(yàn)過程中，后期生長過程中初生根、次生根條數(shù)、入土深度、小麥生長后期的耐旱性和產(chǎn)量結(jié)果都比兩葉期根系發(fā)育較差的對象好的都是初生根條數(shù)較多，根部入土較深的試驗(yàn)對象，這個(gè)結(jié)果說明了植物根部的生長過程中初生根的發(fā)育好壞對植物整體的發(fā)育生長有很大的影響。但現(xiàn)在的研究水平只局限于研究小麥抗旱性的某一方面的抗旱機(jī)制，在今后的研究中應(yīng)該更努力向分子水平上進(jìn)行探索，能夠更加的清楚認(rèn)識(shí)抗旱的機(jī)制。 小麥的株高對小麥產(chǎn)量影響很大程度上就是受到小麥抗旱性強(qiáng)弱的表現(xiàn)，株高可以保證小麥的最大產(chǎn)量，其對小麥抗旱性的研究也有重要的作用。 葉片保水性和葉片水勢與抗旱性的關(guān)系 葉片是植物的重要器官，在小麥的生長過程中，保持水分的相對含量、蒸騰、運(yùn)輸水份等眾多作用。植物的葉片保水力越強(qiáng)，相應(yīng)的抗旱性也比較強(qiáng)。 葉片水勢作為農(nóng)作物灌水時(shí)的指標(biāo)，根據(jù)農(nóng)作物體內(nèi)水分生理狀況從而有效的確定作物適宜的灌水標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。從整體的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以明顯的看出，不同品種的小麥在苗期、抽穗期、乳穗期葉片水勢下降的幅度情況，一般表現(xiàn)為苗期抽穗期乳穗期。 對于一些植物品種來說，在植物受到水分脅迫時(shí)為了保證植物組織內(nèi)水勢下降時(shí)細(xì)胞膨壓可以得到維持，誘使其細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)積累，滲透勢降低[21]，這就是滲透調(diào)節(jié)作用。李云等人[14]同一品種小麥的7個(gè)與抗旱相關(guān)的生理指標(biāo)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，通過對各生育期7個(gè)指標(biāo)與抗旱性的相關(guān)分析，得到結(jié)果，起身和拔節(jié)期葉片滲透調(diào)節(jié)能力、起身期脯氨酸含量的差值這3個(gè)指標(biāo)對抗旱指數(shù)都為顯著或極顯著正相關(guān)。 光合及呼吸強(qiáng)度與抗旱性的關(guān)系 在研究小麥抗旱性方面，光合及呼吸強(qiáng)度也作為一種可靠的抗旱生理生化指標(biāo)，光合作用的強(qiáng)度直接影響著作物的最終產(chǎn)量。一般我們認(rèn)為氣孔限制和非氣孔限制兩個(gè)方面為水分脅迫對光合作用的影響。而非氣孔因素又可以具體的分為干旱對光能吸收轉(zhuǎn)換、水光解和電子傳遞影響，干旱對葉綠體中NADPH和ATP含量的影響和干旱對RuBP含量和Rubisco活性的影響等三方面。在嚴(yán)重干旱脅迫的環(huán)境下影響光合碳同化的進(jìn)行的主要原因是NADPH的含量減少，ATP不能源源不斷的得到有效的供應(yīng)從而造成碳同化能量的不足，使得光合碳同化速率下降抑制光合磷酸化影響植物的正常生長。在輕度和中度干旱下，Rubisco活性和RuBP含量基本保持穩(wěn)定，只有在嚴(yán)重干旱時(shí)，二者才會(huì)同時(shí)降低，并對光合作用產(chǎn)生抑制作用[19]。但是隨著水分缺乏程度的加劇，呼吸作用逐漸下降至正常水平以下[19]。 脯氨酸與抗旱性的關(guān)系 脯氨酸是植物體內(nèi)一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。李云等人[14]的研究表明，在水分脅迫條件下，干旱指數(shù)受脯氨酸的影響程度較大。滲透脅迫誘導(dǎo)P5CS基因高水平表達(dá)，導(dǎo)致脯氨酸的積累。 甜菜堿與抗旱性的關(guān)系 在小麥的生長過程中，甜菜堿的積累與小麥的抗旱性有著密切的關(guān)系。有研究表明[22]，甜菜堿含量在正?；蛩置{迫條件下都有顯著的品種間差異，在水分脅迫條件下，細(xì)胞內(nèi)積累了大量的甜菜堿，其積累水平與植物的抗旱能力成正比，即一個(gè)植物不同品種積累的甜菜堿的量越大，此植物品種的的抗旱能力越強(qiáng)。景蕊蓮等人[25]通過用不同濃度的甜菜堿溶液對6種不同基因型的小麥進(jìn)行浸種和復(fù)水處理之后，以幼苗反復(fù)干旱存活率高低作為幼苗抗旱性強(qiáng)弱的指標(biāo)。干旱誘導(dǎo)這些基因表達(dá)的一般過程是：植物感受干旱信號(hào)，即由細(xì)胞膜到細(xì)胞核內(nèi)的信息傳遞，調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)，是植物適應(yīng)干旱的環(huán)境條件。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)滲透脅迫響應(yīng)基因的表達(dá)與兩條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有關(guān)，依賴ABA的信號(hào)傳導(dǎo)途徑和非依賴ABA的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。楊凱等人[27]的研究表明利用中國春Hope染色體異代換系，將小麥控制苗期葉片ABA含量的基因定位在5A染色體上，將控制脯氨酸、游離糖、葉片水勢的位點(diǎn)定位在5A和5D染色體上。隨著基因組學(xué)方法的不斷成熟和運(yùn)用，人們對小麥的抗旱分子生物學(xué)研究也會(huì)不斷深入和拓展，為小麥的抗旱基因工程方面提供嫻熟的分子方面的基礎(chǔ)和手段。小麥品種在生長過程中有的表現(xiàn)為避旱性，有的表現(xiàn)為耐旱性，有的品種可能還會(huì)表現(xiàn)出避旱與耐旱的綜合型，這些品種不同的小麥的避旱性與耐旱性是受很多因素的調(diào)節(jié)控制和影響。 目前很多研究人員在小麥抗旱方面做了大量的研究工作，但由于小麥的基因組復(fù)雜，干旱脅迫后小麥會(huì)產(chǎn)生一系列復(fù)雜的物質(zhì)及信號(hào)的變化，對干旱反應(yīng)的一些分子機(jī)制了解還不
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