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作物抵御高温胁迫的机理分析

2021-08-11

世界热带农业信息 2021年7期

近几年来,极端天气频发,高温气象灾害尤为严重。高温胁迫严重地影响了农作物的产量及品质,严重时甚至导致农作物死亡。然而,作物在与自然长期的抗争中演化出了一系列抵御高温胁迫的机制。因此,明确作物抵御高温胁迫的生理生化机制,对进一步培育优良的作物品种具有十分重要的意义。

1渗透调节物质提高作物对高温胁迫的耐受能力

渗透调节物质是指作物体内积累的一些小分子化合物,主要包括氨基酸、甜菜碱、可溶性糖、醇类物质、可溶性蛋白、可溶性酚类物质等。目前脯氨酸和可溶性糖是研究最广泛的渗透调节物质[1]。

在正常的作物体内游离的脯氨酸含量很低,高温胁迫使脯氨酸合成酶对脯氨酸合成的负反馈调节敏感性降低导致脯氨含量的增加。在对百合高温胁迫的研究表明,百合幼苗在37℃处理下Pro增加显著;此外在猕猴桃、月季、西瓜、番茄、水稻、柑桔等作物中也有相同的报道。脯氨酸的大量积累可以提高原生质胶体的稳定性,保持水分,从而降低作物因高温引起的过度蒸腾造成的伤害[2];此外,脯氨酸在保持与蛋白质相互作用,降低可溶蛋白因高温胁迫产生的沉淀,在维持生物膜系统结构的完整性方面起重要作用。

高温胁迫破坏了作物体内蔗糖——淀粉的平衡,促使淀粉水解加快,从而增加可溶性糖的含量。有报道指出在对杉木进行高温胁迫研究时,高温胁迫能够改变杉木的可溶性糖含量,杉木针叶的果糖含量变化不明显,但葡萄糖的含量提高了16.5%,蔗糖的含量提高了169.8%;……

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