不同品种落叶冬青组培苗耐旱性比较研究

文献综述

1. 前言

1.1 落叶型冬青生态学特征以及我国引种情况

落叶型冬青(Ilex verticillata L.)是引自北美东部的一种冬青科冬青属的落叶灌木，雌雄异株，通常分布于沼泽与池塘的周围。落叶型冬青与其他常绿冬青树种不同，其特点是冬季落叶，鲜艳饱满的红色果实挂满枝头，挂果期可至翌年4月，是冬季赏果的最佳树种之一，可用作切枝、庭院绿化及冬季游园观赏，极具观赏和商业价值^[1-3]。落叶冬青为林下灌木，虽有较强的耐湿性和耐寒性，却不耐持续干旱^[4]。落叶型冬青在欧美等地区以及得到了广泛的应用，但是引种到我国的时间并不长，苗木数量较少，而且目前国内繁育主要以扦插繁殖的方式，引种后在国内的耐旱性研究尚未报道。为了扩大落叶冬青的种植范围，研究其不同品种的耐旱性非常重要，因为我国的气候以及土壤情况多样化，偶发性的旱期该如何应对，这些都是落叶冬青在种植时需要关注的问题。本文主要研究不同品种的落叶冬青组培苗耐旱性的差异性，探讨其对干旱情况下的适应机制，同时为落叶冬青的引种栽培提供理论依据和技术指导。

1.2 植物应对干旱的阶段性策略

干旱是影响植物生存、生长和分布的重要环境因子之一。目前，随着全球暖干化，干旱胁迫普遍存在^[5-6]，而且呈加剧的趋势^[7]。研究植物对干旱环境的响应机理和适应策略尤为重要。物竞天择，适者生存，生长在干旱环境的植物经过长期的自然选择、协同进化，形成了多种抗旱生理生态策略，前人将这些策略分为避旱、御旱和耐旱3大类^[8]。

干旱胁迫往往随着气候变化发生，那么植物受损的程度也往往随着时间而逐渐加重。为了生长，植物应对干旱的情况也会发生变化，这就对植物的耐旱性有了更加深入的研究。Verslues等^[6]依据植物体内水分状况的差异，将抗旱植物从干旱开始至死亡前的抗旱机制划分为4个阶段：逃避低水势-忍耐低水势-逃避脱水-忍耐脱水。山仑等^[9-10]研究发现，水分亏缺对与作物产量形成密切相关的各生理过程的影响程度和顺序不同。例如，干旱对禾谷类作物不同生理功能影响的先后顺序为：细胞扩张（生长）-气孔运动-蒸腾作用（水分散失）-光合作用（CO₂同化累积）-物质运输（产物分配）。Tyree等^[11]根据受旱植株叶片的外部形态特征和内在生理响应特点，把树木受旱死亡的整个过程划分为5个阶段：适宜生长-叶片停止伸长生长-大部分叶片萎蔫但无叶片死亡-50%的叶片死亡-所有叶片死亡。对黄土丘陵区乡土灌木杠柳(Periploca sepium)研究发现，树木所有叶片死亡并不代表整个植株死亡，从所有叶片死亡到植株死亡还有很长的一段距离，在这个过程中，植物体的形态和内部生理仍然不断变化^[12-14]。在这样的基础下，对植物应对干旱胁迫的阶段性进行策略，展开了以下研究：

1. 干旱初始阶段---植物应激阶段
2. 轻度干旱阶段---主动适应的启动
3. 中度干旱阶段---主动适应阶段
4. 重度干旱阶段---主动适应受削弱，伤害开始
5. 极端干旱---被动适应阶段

最终得出每种植物对水分胁迫的敏感度不一样，因此在自然干旱的条件下，不同植物给出的耐旱性反应机制也不同。在以后的研究中，可以用此来比较不同植物的整体抗旱性差异。

1. 不同抗旱性植物品种的生理特性研究

我国花生(Arachis hypogaea)总产居世界第一位，是稳定植物油市场的重要支柱，但主要分布于干旱半干旱的丘陵地区，生长季降雨量不均且年度间波动较大，有70%的花生受到不同程度的干旱威胁，干旱引起的花生减产率平均在20%以上，干旱是限制花生产量提高的主要因素^[15-16]。因此解决花生旱害最直接有效的方法就是选育抗旱品种。实验开展以12个花生品种为试验材料，在人工控水条件下，通过苗期及结荚期干旱试验，对比分析花生品种苗期根系性状与抗旱性的关系。最终通过多种生理特性数据研究，山花11可作为花生根系优异抗旱性状鉴定的标准品种^[17]。