文/ 王飛

作者地址 淮陰師范學院生命科學學院 江蘇淮陰 223300

1 引言

小麥是全球總產(chǎn)量排名第二的糧食、經(jīng)濟作物，主要播種面積分布于氣候干旱與半干旱地區(qū)，所以，小麥的抗旱性研究對緩解全球糧食生產(chǎn)問題具有重要意義。

2 干旱脅迫下小麥的生理生化情況

一般情況下，小麥在干旱脅迫下會有如下幾種方式來改變生長情況：縮短它們的生活周期；縮小葉片面積與空氣導度來減少水分蒸騰速率；通過滲透調(diào)節(jié)來控制細胞內(nèi)水分分布情況；減少存活率等。小麥體內(nèi)許多生理生化反應與形態(tài)結(jié)構(gòu)由于干旱脅迫而發(fā)生變化。

2.1 小麥抗旱性的生理基礎

干旱脅迫下可能導致小麥基直徑，株高，麥穗長，葉數(shù)和葉面積，以及相對含水量減小，縮短生長周期，減少小麥開花及結(jié)實率。

干旱脅迫下的小麥為維持穩(wěn)態(tài)，細胞內(nèi)很多代謝產(chǎn)物都發(fā)生了改變，致使細胞內(nèi)產(chǎn)生干旱信號，借助轉(zhuǎn)化來控制相關基因表達和代謝途徑的變化，使細胞保持完整性，防止細胞失水，達到適應干旱環(huán)境的要求。

干旱脅迫借助抑制葉片伸縮、減弱葉綠體光化學反應以及生理生化活性等途徑，使光合作用難以進行。C3 和C4植物體中，葉黃素循環(huán)中非輻射能量的消耗，使細胞擁有防御光破壞的能力。近期研究成果發(fā)現(xiàn)，小麥也具有相似調(diào)節(jié)機制，

2.2 小麥抗旱性的生化基礎

干旱脅迫可以誘導小麥產(chǎn)生特異性蛋白，特異性蛋白的產(chǎn)生與小麥的生理代謝過程密切相關，這些特異性蛋白的產(chǎn)生可以有效緩解干旱造成的危害。

干旱脅迫下，小麥體內(nèi)發(fā)生的一系列適應性反應，其中脅迫信號是通過體內(nèi)激素的形式傳導的，使細胞內(nèi)產(chǎn)生抵御干旱的調(diào)節(jié)反應。同時，在小麥細胞內(nèi)存在酶促和非酶促兩種形式的活性氧清除系統(tǒng)，可以通過提高保護酶活性及抗氧化劑含量來消除活性氧毒害是提高小麥抗旱耐旱性的重要途徑。

3 小麥對干旱的耐受性

3.1 不同小麥品種對干旱的耐受性

在干旱脅迫下，小麥品種的不同致使體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)[1]的含量也相應不同，可溶性蛋白調(diào)控小麥細胞的滲透勢，抵御干旱脅迫造成的傷害。小麥品種的不同對生理代謝途徑中生成的活性氧對細胞的毒害作用的耐受能力也不同。

小麥產(chǎn)量的多少，可以顯示不同干旱脅迫程度對不同小麥品種的抗旱差異性。所以，產(chǎn)量的穩(wěn)定性可以作為判別小麥品種抗旱性差異的綜合性指標。

3.2.不同干旱處理方式對小麥幼苗葉和根的影響

持續(xù)干旱處理過程中，致使小麥根和葉的可溶性蛋白的含量都有所下降，持續(xù)干旱處理對小麥根的可溶性蛋白含量的影響要遠大于葉，恢復供水后含量都有不同程度的恢復[2]。

通過間斷干旱處理后，小麥葉中可溶性蛋白含量變化幅度不大，少許上升后又恢復到原來水平，但是根則有很大幅度的下降[3]。

4 植物生長調(diào)節(jié)劑在小麥抗旱中的研究與應用

一定濃度的氯化膽堿可以緩解干旱對小麥葉片中葉綠素的損害，噴施氯化膽堿溶液后，小麥細胞內(nèi)抗氧化酶POD、SOD的活性有所提高，可以有效減小自由基對細胞的毒害作用，細胞表面膜脂的過氧化明顯減弱，并且能降低葉綠素（尤其是葉綠素a）的降解，葉片中光合作用的光反應能夠順利進行[4]。

黃腐酸在提高小麥抗旱能力上是一個理想的藥物，噴施黃腐酸后，千粒重增大，小麥的穗粒、大粒增多，不孕穗、小穗減少。其作用可使作物適應范圍寬，有利于抵抗不良環(huán)境的影響，能有效地提高小麥抗干旱、抵抗疾病及抗干熱風的能力。

近期研究發(fā)現(xiàn)，肌醇以及維生素B6也能顯著提高小麥的抗旱性，噴施后，小麥的各項生理指標與對照組有明顯優(yōu)勢。

5 小麥抗旱性研究的未來發(fā)展趨勢

當前小麥抗旱性研究的相關趨勢是從實驗室到農(nóng)田的轉(zhuǎn)移，從小麥的單個時期到整個生活周期的延伸，從研究一個基因到探索多個基因的功能（超過幾百）的過度[5]。伴隨著基因庫和基因芯片在小麥抗旱性領域的普遍應用，轉(zhuǎn)基因小麥種植面積的不斷擴大，小麥抗旱性研究將取得重大突破。

6 結(jié)論

綜上所述，小麥對干旱脅迫的反應，有可能是適應，損傷，補償，修復，自我調(diào)節(jié)的過程。所以自我提高抗旱性以及水利用效率對小麥的生產(chǎn)和質(zhì)量是非常重要的。

當前，隨著蛋白質(zhì)組學方法以及高通量技術（如基因芯片）的應用，使得小麥抗旱性可以在更多更高層面上進行更全面、更深入的研究[6]。隨著信息技術的發(fā)展，借助生物信息統(tǒng)計學的方法，小麥抵御干旱脅迫的調(diào)節(jié)機制已經(jīng)明確，為小麥抗旱新品種的培育提供了切實可行的理論依據(jù)。在現(xiàn)代分子生物學、蛋白質(zhì)組學等技術的高度結(jié)合與發(fā)展的基礎上，研究小麥抗旱性機制的腳步將會繼續(xù)推進，小麥抗旱新品種也將會在全球糧食、經(jīng)濟作物生產(chǎn)中占據(jù)越來越大的地位。

[1]包玉龍． 荒漠植物蒙古扁桃耐旱生理特性研究[D]． 內(nèi)蒙古師范大學，2007

[2]譚曉榮，胡韜綱．等． 不同干旱方式對小麥幼苗可溶性蛋白含量及總抗氧化力的影響[J]．河南工業(yè)大學學報(自然科學版)，2008，29(1)，42-47

[3]肖強，高建明．等．干旱脅迫對空心蓮子草抗氧化酶活性和組織學的影響[J]．生物技術通訊，2006，17(4)：556-559

[4]徐建明，陳雪．等．干旱脅迫下氯化膽堿對小麥幼苗葉片中葉綠素含量和熒光特性傷害的緩解作用[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28(3)：172-176

[5]姜義寶，崔國文．等．干旱脅迫下外源鈣對苜?？购迪嚓P生理指標的影響[J]．草業(yè)學報，2005，14(5)：32-36

[6]肖靜，胡治球．等．多個相關數(shù)量性狀主基因的聯(lián)合分析方法[J]．中國農(nóng)業(yè)科學，2005，38(9)：1717-1724