植物抗涝研究进展【文献综述】

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1、毕业论文文献综述生物技术植物抗涝研究进展摘要：涝害影响植物的生长发育以及生理变化，太严重还会使植物体受到伤害甚至是死亡。研究植物的抗涝机制，有助于栽培新的耐淹抗涝的植物。本文从植物受涝害时的生长过程以及耐涝机理两个方面的研究现状进行综述。关键词：植物抗涝研究进展前言我国洪涝灾害平均每年受灾面积73×106hm2，成灾面积43×106hm2[1]。尤其是20世纪90年代以来，洪涝灾害范围有逐年扩大的趋势，、且发生频率不断提高。而且，随着人民生活水平的不断提高，人们对环境的要求也越来越高。因此，深入认识植物的抗

2、涝性，有助于筛选耐水淹且多用途的优良树种，并且可以丰富园林树种的多样性，促进生态发展建设。很多研究工作人员做了大量的工作[2]，现将近年来植物抗涝性在生长变化、生理生化机制等方面的研究现状和进展综述如下：1水涝胁迫对植物形态结构的影响氧从根部由内向外的释放不仅不利于植物在淹水条件下生存,且使其耐涝能力大大降低[3]。淹水后有些植物根系会诱发不定根形成，有些植物根系表层化并且变细，根毛增多。根系能大幅度减少氧气在细胞中扩散的阻力，又不会造成根中部细胞的缺氧，还可以增加根系的表面积，有利于氧的吸收；还可诱发不定

3、根伸长区内形成发达的通气组织，使根内部组织孔隙度大幅提高。水涝胁迫下植物茎基增粗，皮孔变肥胖，皮层中会产生大量的融生或裂生通气组织，且基部叶片会延迟衰老。根皮层不仅增厚、皮层细胞更倾向于柱状排列、细胞间隙变大。耐涝植物在水淹条件下，也可以形成不定根，在根的皮层中产生大量的融生或裂生通气组织，与茎叶的空腔和细胞间隙相通，缓解缺氧。2水涝胁迫对植物生理生化的影响2.1对光合作用的影响在正常给水下的植物，净光合作用速率和蒸腾速率的变化跟土壤水分含量成正比。在水涝条件下，水淹初期光合作用下降的原因主要是叶片气孔关闭

4、，所以不耐淹植物的光合速率会迅速下降。随水淹时间的不断延长,羧化酶活性不断降低[9]，叶绿素合成能力持续下降，含量随之减少，最后导致绿色面积减少，植物死亡[10]。土壤淹水不仅会降低光合速率，光合产物的运输也会有所下降[11]。植物为获取生存必需的能量，要消耗大量光合产物和贮藏淀粉，这样会造成植物体内碳水化合物（淀粉和可溶性糖）急剧下降，出现饥饿现象，持续下去就会导致植物死亡[12]。淹水下净光合速率与产量的变化显著正相关[13]，这可作为耐渍性选择指标。1.2对蒸腾强度的影响在水涝胁迫下，气孔关闭是植物表

5、现出的最早的适应性反应之一，虽然此时并不会引起植株叶片的水分亏缺，有时候甚至还会出现叶片水势增高的现象，但叶片气孔阻力的增加[6]，会造成气孔导度下降。同时气孔还是二氧化碳进入植物体同时也是水蒸汽逸出植物体的通道，气孔的开闭程度对光合作用和蒸腾作用具有重要的调控作用[7,8]，因此在淹水期间气孔关闭导致蒸腾速率下降。2.2对细胞膜的影响魏和平等以玉米为材料进行研究，在水淹条件下植物叶片细胞超微结构的变化，最初发现液泡膜会内陷变得松驰，叶绿体也会向外突出一个泡状结构，随后进一步被破坏解体，且液泡膜出现破裂之后

6、叶绿体结构才被破坏，其次是线粒体、细胞核解体[14]。李阳生等[15]应用电镜细胞化学的方法，对水淹胁迫下水稻根尖细胞中Ca2+和Ca2+-ATP酶分布的变化进行研究发现，正常条件下，Ca2+主要分布于细胞间隙和液泡中，Ca2+-ATP酶则主要分布于质膜上。经过没顶淹水后，细胞间隙、液泡中的Ca2+沉淀颗粒显著增多，质膜及其它膜结构上Ca2+-ATP酶活性会明显降低，对细胞正常的生理代谢造成影响。淹水条件下，由于酶保护系统被破坏，自由基的氧化作用造成膜脂过氧化，植物叶片内丙二醛（MDA）含量上升。晏斌[16

7、]等研究发现，在水淹胁迫下玉米体内正常的活性氧代谢平衡遭到破坏，首先便是SOD活性遭到抑制，导致O2-增生；所以叶片的涝渍伤害可能主要是O2-过量积累使MDA含量收到影响，引起蛋白质、核酸分子发生变性、破坏膜和生物大分子物质发生交联反应，加快了植物的衰老速度。2.3对酶系活性的影响目前对在逆境条件下研究植物保护酶系[17]的报道很多，但都只是单一的研究，针对一种植物某一或某几种酶类的研究，并没有系统的报道出来，比较统一的观点是认为水淹条件下，各种酶的活性和数量都会发生变化，耐涝品种的变化幅度比不耐涝品种的要

8、小[18]。2.4对植物激素的影响水淹条件可引起许多植物体内乙烯(C2H4)水平的显著增高，甚至可达20倍以上[19]。C2H4被认为是诱发植物淹水适应的主要激素之一[20]。还有根际缺氧不仅使根系间缺氧进行无氧呼吸，而起会产生大量的乙醛和乙醇，对植物细胞造成伤害。耐淹品种的乙醛含量较低[21]。另外，在水淹条件下生长素（IAA）向根部运输会遭到拦阻[22,23]，从而导致茎秆基部生长素质量分数增加，这时候乙烯的