水分胁迫条件下水稻伤害机理及抗旱机制研究现状

【前言】水分胁迫条件下水稻伤害机理及抗旱机制研究现状由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。（1.College of Agriculture， Northeast Agricultural University， Harbin ， Heilongjiang 150030，China； 2. Qiqihar Sub—academy of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Qiqihar， Heilongjiang 161006，China； 3. Crop Tillage and Cultivatio...

摘要：通过对水稻在水分胁迫下的伤害机理和抗旱机制的研究现状进行粗浅分析和综述，以期为进一步了解和熟悉水稻抗旱性方面的研究工作者们提供参考。

关键词：水稻；水分胁迫；伤害机理；抗旱性

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006—6500.2012.05.009

Analysis of Rice under Water Stress Condition of Damage Mechanism and Research Status of Drought Resistance Mechanism

HU Ji—fang1，2， JIN Zheng—xun1， LIU Chuan—zeng2， WANG Qiu—ju3， MA Bo2， WANG Yu—xian2， TAN Ke—fei2， ZHOU Chao2

（1.College of Agriculture， Northeast Agricultural University， Harbin ， Heilongjiang 150030，China； 2. Qiqihar Sub—academy of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Qiqihar， Heilongjiang 161006，China； 3. Crop Tillage and Cultivation Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Harbin， Heilongjiang 150086，China）

Abstract： This paper based on rice under water stress and drought resistance mechanism of damage mechanism of the present research of the analysis and the summary， with a view to further understand and be familiar with the drought resistance in rice field of research workers to provide reference。

Key words： rice； water stress； damage mechanism； drought resistance

水稻是我国的主要粮食作物，其生产规模的稳定与发展，在粮食生产中占有举足轻重的位置。水稻又是农业种植中耗水量最多的作物，其用水量占全国总用水量的 54%，占农业总用水量的 65%以上，且我国的稻田灌区用水浪费十分严重，水分有效利用率较低，河灌区只有30%～40%，井灌区60%左右[1]。水稻是我国居民的主要“口粮”，要保障我国粮食尤其是“口粮”的安全生产，充足的水源是关键。然而我国是一个缺水严重的国家，人均水资源年占有量仅为2 340 m3，耕地用水年平均每667 m2占有量也仅有1 460 m3，分别是世界平均水平的1/4和1/2[2]。随着市场需求旺盛和国家出台水稻良种补贴政策，新开垦盐碱地和旱地改水田使水稻种植面积逐年增加。在水资源日益匮乏和旱灾频发的今天，如何合理地利用水资源，如何提高水稻的水分利用率，是关系到农业可持续发展的问题。为此，许多学者在节水稻作、旱作水稻及土壤水分胁迫对水稻农艺性状、产量品质及生理生化变化和抗旱育种等方面的问题进行了研究[3—7]。笔者主要通过对水稻在水分胁迫条件下的伤害机理和抗旱机制的研究现状进行粗浅分析和综述，以期为进一步了解和熟悉水稻抗旱性方面的研究工作者们提供参考。

1 水分胁迫引发的伤害机理

1.1 对植物造成伤害的几种假说

水分胁迫是干旱、缺水所引起的对植物正常功能的干扰，是植物水分散失超过水分吸收，使植物组织含水量下降，膨压降低，正常代谢失调的现象。关于水分胁迫造成农作物活细胞直接伤害的机理，有如下几种假说[1]。

1.1.1 机械伤害学说 Iljin（1927—1934）首先提出这一假说。他认为伤害并非由于失水本身引起的，而是由于脱水或复水过程中产生的机械伤害（由于细胞壁和原生质的弹性不同），导致组织破坏和死亡。该假说可以解释迅速失水的植株容易死亡，而缓慢失水到一定程度还有存活可能的原因。

1.1.2 硫氢基假说 由Levitt（1972）提出，一般称之为蛋白质聚合或SH及—S—S—假说。认为由于干旱细胞脱水使蛋白质分子相互靠拢，相邻肽链外部的—SH相互靠近形成二硫键，这种二硫键可以在分子内产生，也可以在分子间产生，使蛋白质变性失活，从而引起细胞伤害。

1.1.3 膜伤害学说 马克西莫夫（1948）认为干旱脱水时，细胞生物膜膜脂的物相发生变化，膜脂由液晶相变为凝胶态，膜脂中的CH链由无序排列变为有序排列；膜因收缩面出现孔隙和龟裂，使膜的选择透性受到破坏，引起细胞内的物质外渗，电解质的外渗导致细胞严重脱水。

1.1.4 亚细胞结构（超微结构）的破坏、保存和修复假说 随着抗旱研究的不断深入，一些研究者从电镜观察和细胞溶质外渗得到证明，水分逆境，特别是迅速干燥，将改变和破坏细胞器和膜系统的超微结构。Gileo（1974）指出，水分逆境造成胞内叶绿体及线粒体的类囊体和嵴的数目减少，外膜不明显，液胞膜被破坏。在非致死干燥情况下，复水后不久可恢复。Vierirada Silva（1974）证实水分逆境激活了酸性和碱性脂肪酶的活力，从而破坏了膜结构。细胞内的代谢分室因膜系统细胞器结构的改变或破坏而消除，从而导致过去局限在分室内的水解酶或底物释放出来，进一步促进有机物的分解，如不能修复或重建将造成植株死亡。