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PEG干旱胁迫对植物的影响

在我国特别是北方,水资源越来越贫乏,干旱条件下,植物的生理代谢会发生较大的变化,来尽量适应干旱环境。聚乙二醇(PEG)是研究植物干旱胁迫的最好材料。本文就PEG胁迫或水分胁迫条件下,植物的生理生化反应,植物内源激素的变化,对酶的变化的影响以及PEG对愈伤组织的生理生化反应作一综述。

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第 2第 3期 6卷 200 9月 6年

河南林

科技

V l2 o _ 6 NO. 3 S p. e 2 006

J u na o He a F r s r S i n e a T c o o y o r l f nn o e ty c e c nd e hn l g

P EG干旱胁迫对植物的影响 龚子端。,李高 I f I I

( .攀枝花学院生物化学工程系,四川攀校花 1

67 0; 10 0

2 .河省林业科学研究院,郑州 4 0 0 5 0 8) 摘要:在我国特别是北方,水资源越来越贫乏。干旱条件下,植物的生理代谢会发生较大的变化,来尽量适应干旱环境。聚乙二醇( E是研究植物干旱胁迫的最好材料。本文就 P G胁迫或水分胁迫条件下,植物的 P G) E生理生化反应,植物内源激素的变化,对酶的变化的影响以及 P G对愈伤组织的生理生化反应作一综述。 E 关键词:P G;内源激素;A A;干旱胁迫;愈伤组织 E B中图分类号:¥ 6 . 7 1 1文献标识码:B 文章编号:10— 0 6( 0 6) 3 0 2— 3 0 3 2 3 2 0 0— 0 1 0通过对植物干旱胁迫的研究,我们可以从中选取抗旱性好的植株栽培也可以从抗旱植株中获得抗旱基因,并将抗旱基因转入到其它经济作物,从而获得抗旱性能对 P G反复研究后得出的结论是, E 0 0诱导水份逆境 E P G60所得的效果与将土壤逐步干旱是一样的,唯 P G 4 0有毒 E 0负作用。从上述资料看,P G用于模拟土壤干旱来研究植 E物对水份亏缺的反应还是一种较为理想的渗透调节剂:

1P EG足模拟干旱胁迫的最好材料 从 P G系的物理特性来看是一种惰性的非离子长链多 E聚体,分子式为 HO H ( H2O— H )C。 H, E C 2 C一 C 2 H O P G易溶于水,溶液的 P H值由于多聚程度不同,其变幅为 4 . .。 6~68较常用的 P G 0 0呈片状或粉末状,比重 1 7,在 2℃ E 60 .4 0 0下水中的溶解度为 5%DW。 0 P G的使用方法:现在常用的方法是按试验设计要求 E把 P G直接加入水中或营养液中,这样才能比较真实地反 E映植物遭受干旱胁迫的情况以及减少许多试验上的麻烦如果研究干旱胁迫的材料是愈伤组织则将 P G按一定比例加 E入到培养基中

。在恒定水平上人为地设置土壤含水量为 1 O%、2%或 3%的处理是相当武断的,也是不可能的。而 0 0 P G相当于一种渗透调节剂,以前人们选用甘露糖,葡聚 E糖、甘露糖醇和山梨糖醇等作为渗透调节剂,由于这些化但合物能被植物组织和细胞吸收,在平衡期间降低了组织的势能,致使所测定的水势值与实际值不相符,加上有的对植物还有毒性作用 .以把这些物质用于模拟植物干旱逆境均不所 太理想。

2P G胁迫对植物内源激素的影响 E 植物在 P G干旱胁迫条件下势必引起植物体内一系列 E的生理生化反应以增强植物体的抗旱能力,当然,抗旱能力不同的植物反应的程度不一样。为植物内源激素之一的脱作落酸 ( B由于它在控制气孔关闭上的重要作用, A A)一直是在干旱条件下被研究的最多的激素,的变化规律和作用也它研究的比较清楚干旱引起内源脱落酸迅速累积,但是因为在加快合或的同时,分解也会加快,以持续的干旱将会在所植物体内形成一个稳定或缓慢增加的脱落酸水平。干旱引起的脱落酸累积的生理效应,主要是导致气孔关闭,或增加离子向木质部的运输,试验证明外源的脱落酸,可抑制已关闭的气孔再开放,并使已开放的气孔关闭。植物在干旱时脱落酸累积的作用还有: 1抑制植物生长。 ()根和地上部对脱落酸的反映不一样,比地上部敏感,有报道地上部对脱落根也酸更敏感 2)导脯氨酸累积, (诱因此干旱时脯氨酸的累积 . 可能是对脱落酸增加的一种反映 3作为抗旱性激发机制 ( )的一部分抑制了与活跃生长有关的基因,活化了与抗旱诱并导有关的基因 (建民,1 9”’韩 9 0)有关干旱胁迫对内源吲哚乙酸水平的效应的资料较少而且不一致植物体内可扩散 IA含量一般随土壤含水量的降低而降低, A但是有报道说巢

近三十年间,越来越多的人认为,用 P G模拟植物干 E旱逆境是可行的,分子量 4 0 2 0 0的 P G看来都是令人 0 0 0 E满意的渗透物如 Geg l P G 0 0在 8 0 ̄培养液 ree用 E 4 0 y“ 0n中加入 1 .,3 .,5 .、8 .、10 1,1 1 1 2 60 5 2 28 48 1、1 7 3和 5 g的药品.并通过对苹果植株形态,水份消耗和干物质累积等指标的观察,用 P G诱导水份胁

迫与对土壤控水的结果差不 E多,并认为,l0 1g的 P G 0 0培养液相当于土壤田间持水 E 40量为 7%下的水份状况。 5 但用 P G作渗透调节剂模拟干旱逆境也并不是十全十 E美。有些人的研究表明,不纯的 P EG特别是含磷的 P G对 E植物有毒。L g k r等人’ a e wef的研究认为,虽然分子量高达 2 0 0的 P G也可以作为渗透调节剂来模拟干旱逆境, 00 E 但分子量为 60 0 0的 P G,由于药品中有铝和锰的存在而带 E有毒性因此。他建议在使用 P G前应先通过离子交换树 E脂以除去有毒物质另有报道,P G的副作用还表现在使 E植物对磷的吸收减少,培养液中的含氧量降低。也有个别报道植物可吸收 P G. a o E rwlr”的研究表明,P G中的杂质 E与毒性无任何关联。随后,他又用随机标记的 C对 P G E进行了测定,认为 P G 0 0 4 0 2 0 0能模拟干旱逆境 E 1 0、 0 0~ 0 0的原因是其可阻塞植物的输导组织。 a f n K uma n和 E k r c ad 收稿日期:2 0— 6 2 06 0— 0

菜叶内的 IA含量在一个干旱周期内却增加了,和乙烯及 A A A水平的变化相比,其变化较缓慢。乙烯在植物体内的 B 增加是植物组织对逆境包括干旱逆境的一种一般反应乙烯是一种气态激素,有人提出,在干旱胁迫期间气孔的关闭可能会限制乙烯从植株体内向外扩散,导致其内部的浓度增加,但进一步研究表明,乙烯很容易从茎和叶子释放出来, 无论是散发出来,是积聚在体内都得到相似的结果。还这表明干旱胁迫增加了乙烯合成的速率

胡章立 (0 2深圳大学学报 )” 20,“通过研究不同品种的玉米在干旱胁迫条件下内源 A A和质膜 P T a e的 B MH一A P s活性影响发现,胁迫处理会导致细胞内源脱落酸 ( B含 A A)量和质膜 ( M ) T a e活性发生明显的变化;无论是 P H一A P s胁迫还是对照, 8 1陕 4 3玉米幼叶生长部位细胞内源 A A含 B量和 P T ae活性均高于陕 8 1, MH一A P s 4 0但在胁迫条件下, 这种差异更明显。对玉米幼苗 2 h连续胁迫处理, 4在多数情况下,细胞内源 A A含量和 P B MH. A P s一 T ae活性维持在一般水平 (但较对照高 )且两者之间没有发现直接的相关

性;

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