禾本科植物抗寒机理的研究进展.pdf

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1、第33卷第1期竹子研究汇刊V01．33，No．12014年2月JOURNALOFBAM：BOORESEARCHFeb．．2014禾本科植物抗寒机理的研究进展吴惠俐1，李雪平1，高健1，牟少华1(国际竹藤网络中心，国家林业局竹藤科学与技术重点实验室，北京100102)摘要禾本科植物种类繁多，适应性强，分布遍及全球，极具经济价值、观赏价值、生态价值。在禾本科植物的生长发育过程中，温度对其影响非常大，尤其低温胁迫极大的影响禾本科植物的生长、发育和繁殖。本文论述了禾本科植物在低温胁迫下的寒害发生机理和寒害时植物的生理生化变化，并就目前禾本科植

2、物的抗寒研究现状提出其研究局限和展望。关键词禾本科植物；低温胁迫；生理生化；展望TheResearchProgressofColdResistanceMechanismofGramineousPlantsWUHui～li，LIXue—ping‘，GAOJianl，MUShao—hual(InternationalCenterforBambooandRattan，SFAKeyLaboratoryofBambooandRattanScienceandTechnology，Beijing100102，China)AbstractGramin

3、eousplantsdistributeallovertheworldbecauseoftheirgreatvarietyandstrongadaptability。Theyhavegreateconomic，ornamentalandecologicalvalues．Coldstressgreatlydisturbstheirgrowth，developmentandreproduction．Inthispaper，theirphysiologicalandbiochemicalchangesunderlowtemperaturew

4、ereexplored，andcoldinjurymechanismwerediscussed．Theresearchlimitationsandprospectsofthecurrentresearchwereelaborated．KeywordsGramineousplants；Coldresistancemechanism；Bamboobiochemistry；Prospects全世界禾本科植物有620多属，10000余种，其中中国有190余属约1200种。禾本科可分为4个亚科：早熟禾亚科、稻亚科、黍亚科和竹亚科¨J。禾本科植物

5、是种子植物中最具经济价值的科属之一，是人类粮食与牲畜饲料的最主要的来源，如水稻、小麦、玉米等。禾本科植物不仅具有很高的食用价值，还在人类生产和生活的许多方面具有重要的应用价值，如建筑材料、药用资源、纤维优品等。此外，禾本科植物的生态及观赏价值也很高，如竹亚科植物具有发达的根系，可连片成林，是防治土壤沙漠化和防止水土流失的理想科属，而竹海、草原等更是深受游客喜爱的景观。温度作为植物生长的影响因子之一，是限制植物分布的主要因素，温度的过高或过低对植物的正常生长产生不利影响，其中低温对植物的危害最大。对于喜高温的水稻、喜温暖不喜寒冷的玉米等

6、禾本科植物，低温会降低其产量，长时间的低温会严重影响其营养生长和生殖生长。二年生的禾本科植物，需经春化作用才能开花结果，如冬小麦，持续的低温条件是其完成春化作用的前提，但是过长时间的持续低温又将影响到冬小麦的正常生长，因此，冬小麦多分布在华北地区，东北地区长势并不好，产量较低。多年生的竹亚科植物主要分布在长江以南地区，尽管其抗寒选育与引种已取得一定的成效，但是还不能在北方地区广泛栽植。综上收稿日期：2013-09．30基金项目：国际竹藤中心重点专项(1632011004)作者简介：吴惠俐(1988一)，女，硕士研究生，研究向为竹藤遗传

7、改良。E-mail：wuhuili0701@163．con。通信作者：李雪平(1975一)，副研究员。E—mail：lxp@icbr．ac．cn8竹子研究汇刊第33卷所述，禾本科植物在低温胁迫下生理生化变化研究和抗寒品种培育具有重要的理论价值和实践意义。1植物寒害发生的机理抗寒性是指植物在低温寒冷环境下长期适应过程中通过本身的遗传变异和自然选择而获得的一种抗寒能力旧J。根据植物对低温的反应，可将其分为低温敏感性植物和抗寒植物，无论是抗寒植物还是低温敏感性植物都有可能遭受低温的冷害或冻害∞j。冷害是指0。C以上低温对植物产生的伤害，而冻

8、害则是指零下低温引起植物细胞间及细胞内水分结冰而造成的损伤。1．1冷害机理植物遭受冷害时，组织细胞膜系统最先遭受损害。Lyons和Raison提出了“膜相变”假说，即不抗寒植物在低温下，生物膜发生相变，膜脂从流动液态镶嵌