文档介绍：中国农业大学博士学位论文第一章植物的涝害胁迫及其适应帆制研究 i 挂胜
文献综述
第一章植物的涝害胁迫及其适应机制研究进展
土壤中存在的水分超过田问持水量而对植物产生的伤害称为涝害。涝害是世界上许多国家
的重火灾害,根据联合国粮农组织 (FAO)
界上水分过多的土壤约占 12%。我国也是涝害严重的国家。黄淮海平原、长江中下游、东
南沿海、,
尤以黄
淮海平原和睦江中下游最为严重,占全国受灾面积的 3/ 4 以上 (刘祖祺, 1994) 。根据国家
统计
3
局、中国气象局、 国家防汛抗旱总指挥部办公室共同核定. 2000 年全国农作物受涝面积 732.
432. 1  132. 4 。因
此,了解
植物对水涝胁迫响应的分子机理, 从而合理地选择和定向培育耐涝性品种, 对于我国的农业
生
产具有重要的理论和现实意义。本文将就目前本研究领域的进展作一概述。
1. 涝害胁迫和植物反应
,
涝害对植物的危害主要原因不在于水自身,而是由于水诱导的次生胁迫而造成的。涝害排
除了十壤孔隙中的气体,减少了植物组织与大气问的气体交换 ( 因为气体,特别是氧气,在
水中比在空气中的扩散速率降低了 10, 000 倍 )(Armstrong 。 1979) ,这导致根部区域形成缺
氧或厌氧环境, 这是涝害各种反应中的主要决定因子。由于土壤中的氧气迅速亏缺, 引起十
壤和厌氧微生物产生了许多对植物有害的物质,如硫化物、二氧化碳、酸、醛、***等,这些
化合物将随着淹水的不同程度影响着植物的正常生长和发育。另外,在植物体内由于淹水缺
氧,导致根部厌氧代谢, 发酵产生的乙醇、乙醛等物质对细胞具有毒性,对蛋白质结构造成
破坏 (Pemta 1992) :乳酸发酵产生的乳酸及液泡 H+外渗等原因会导致细胞质酸中毒 (Roberts,
1985):发酵还会使线粒体结构破坏,细胞能荷 F 降,细胞中氧自由基增加,保护酶活性下
降,质膜透性剧增,导致细胞严重的厌氧伤害 (Fan, 1988 : Robers,1992 : Sachs, 1986) 。
植物对涝害会作出一系列反应,最早的反应之一就是气孔的关闭,虽然在一定时间内,甚
至在较长时间内淹水并不引起植株叶片水分亏缺, 有时还会提高叶片的水势. 但仍会很快引
起气孔关闭,叶片气孔阻力增加。由于气孔关闭,
用下降的后期又相继地与羧化酶受抑制、失绿、 叶子衰老和脱落有关。同时碳水化台物的运
输速率下降。此外,淹水还会使植物表现出矿质元素吸收的变化,激素含量和平衡的改变,
晟后导致生氏的抑制,直至死亡 ( 姜华武, 1999 ;王文泉, 2001 :卓仁英, 2001)。
2. 涝害胁迫下植物代谢途径的改变
植物受涝时,由于根部区域缺氧不能进行正常的有氧代谢,而为了维持正常的或至少是最
低的生命活动,能量的供应也是必不可少的。因此在厌氧条件 F,细胞能量的供应主要依赖
于
无氧发酵途径产生 ATP。:乙醇发酵途径、