作物抗旱原理概論（簡體書）

張莉，女，1979年11月生，山西襄汾縣人。于2003年7月獲山西農業大學作物遺傳育種學碩士學位，于2009年12月獲英國諾丁漢大學植物系分子生物學博士學位，現任職于山西農業大學。主要研究方向為作物抗旱分子機理、抗旱相關基因的篩選與鑒定。已獲得2011年山西省歸國留學人員科研基金資助項目（2011-054）和2011年博士點新教師類基金聯合資助（20111403120002）。

《作物抗旱原理概論》講述了選擇抗旱作物品種是現代農業抵御干旱最主要的生物措施之一，而改良作物抗旱性的首要條件，就是必須了解作物抗旱的原理，鑒定作物在干旱脅迫下的生理生化和分子生物學機制，進而從質量、產量和抗旱互補的親本組合中，選育出優異的作物品種。因此，把植物生理學和分子生物學的方法相結合，開展作物抗旱研究具有重大意義。

第一章 作物抗旱基礎
第一節 作物抗旱性研究
第二節 作物葉片形態與抗旱適應
第三節 作物的氣孔調節與抗旱
第四節 作物根系與抗旱適應
第二章 作物的滲透調節與抗旱
第一節 滲透調節現象及功能
第二節 滲透調節的表現差異
第三節 滲透調節的影響因素
第四節 滲透調節的研究方法
第五節 滲透調節在作物抗旱上的應用
第三章 作物的活性氧與抗旱
第一節 植物體內活性氧的產生
第二節 活性氧的產生對植物細胞的傷害
第三節 活性氧的清除與植物抗旱性
第四節 植物SOD對環境的響應
第四章 植物多胺代謝與抗旱
第一節 植物的多胺代謝變化
第二節 多胺的代謝特性與植物激素
第三節 多胺的化學性質與生物大分子的穩定
第四節 多胺與作物抗旱
第五章 植物激素與抗旱
第一節 ABA的合成、作用與植物干旱反應
第二節 細胞分裂素與植物抗旱
第三節 其他內源激素與植物抗旱
第四節 激素類物質與作物抗旱
第六章 作物的光合作用與抗旱
第一節 干旱脅迫下光系統的損傷與作物抗旱
第二節 光合作用的氣孔限制與非氣孔限制
第三節 干旱脅迫對光合產物形成、積累以及分配的影響
第四節 干旱脅迫下主要光合基因的表達

六、氣孔開閉與干旱
當空氣中含水量下降，相對濕度降低，而作物葉片水分狀況并未改變時，氣孔導度降下，蒸騰降低，這種氣孔的濕度反應不同于土壤干旱的脅迫反應，氣孔較早的關閉防止了葉片可能發生的水分虧缺和水位下降，因而將氣孔的這種反應稱為前饋式反應或氣孔對干旱脅迫的預警系統。氣孔的這種反應可以有效地防止植物體內過度的水分虧缺，特別是對于那些生長在周期性高蒸發地區的植物和那些抗脫水能力弱的植物以及還沒有適應干旱的植物。
Lange等（1971）用氣孔周邊蒸騰來解釋氣孔對大氣濕度的反應，Lange等認為在環境空氣飽和下（VPD），保衛細胞通過表皮蒸騰失水，而這種水分的損失主要由周圍的表皮和下表皮腔來補充，并假定在水分虧缺增加的保衛細胞上，這種水流阻力是氣孔周邊蒸騰的函數。近些年，研究人員通過研究發現，在黑暗中當濕度改變、氣孔關閉時，表皮膨壓仍維持不變，且在光下表皮膨壓與蒸騰呈負相關，這個結果證實周邊蒸騰不能解釋氣孔的濕度反應。Schulze（1993）通過對細胞水分關系。氣孔運動關系研究，認為當空氣濕度下降時蒸騰速率的降低可能來自于高的葉肉細胞膨壓的降低，從而引起氣孔關閉。通過對上述結果的分析，得知氣孔對空氣濕度的反應不是由周邊蒸騰引起的，氣孔的反應也不是一種前饋調節。雖然低濕度下整個葉片的水分狀況并未發生變化，但在氣孔復合體內由于葉片內部水流變化引起了細胞水分關系的改變。因此，氣孔對空氣濕度的反應似乎是前饋調節的反饋機制。
氣孔對土壤干旱脅迫反應的傳統觀點認為，氣孔開度受植物水分狀況調節，是一種反饋式反應。當土壤變干，植物的水分供應減少，葉片水勢下降，膨壓隨之降低而引起氣孔關閉。在細胞水平上已經證明氣孔器在對VPD反應過程中會產生這種反饋控制，然而植物整株水平上并不是所有植物都存在這種氣孔的反饋反應（Schulze 1993）。Jones（1985）在蘋果幼苗上發現，受旱植株在中午的葉水勢甚至高于對照，這種高水勢與較低的氣孔導度有關，因此認為在這些植物上與其說是水分狀況控制了葉片的運動，還不如說氣孔運動控制了植物的水分狀況。這種氣孔運動能使植株在幾分鐘的時間內調節植物與大氣之間的可逆氣體交換，并使干物質生產與水分消耗間達到最優化。