硅对植物抗逆性的影响

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1、新疆农业大学专业文献综述题目:硅对植物抗逆性的影响姓名:阿尔祖古力·阿布都喀迪尔学院:林学与园艺学院专业:园艺（特色经济林）班级:园艺041班学号:043231134指导教师:齐曼·尤努斯职称:教授2008年12月22日新疆农业大学教务处制硅对植物抗逆性的影响作者：阿尔祖古力·阿布都喀迪尔指导老师：齐曼·尤努斯摘要:本文通过综述国内外的研究结果，简单阐述了硅素提高植物干旱胁迫的能力，提高作物抗病虫害的能力，提高作物对重金属毒害的抵抗能力等方面的效应，并使用外源硅在提高植物抗逆性上的应用现状。关键词:

2、硅;植物抗逆性;逆境前言：硅是自然界中非常丰富的元素，其含量在地壳中排列第二，绝大多数的植物组织中都含有硅[1]。经过100多年的研究，论证和争论，最近有人提出硅是植物生长必需元素之一[2，3]。最近几年，对这种元素的研究迅速升温，国内外的最新研究进展综述了硅对植物生长发育的促进作用，以及硅在植物抵抗各种生物与非生物胁迫中的作用[4]。虽然植物吸收硅的机制目前尚不是很清楚，而不同植物吸收硅的方式也不同，但使用外源硅能提高植物对非生物胁迫如铝[5]，锰[6]等毒害，盐害[7，8]和干旱(水分)胁迫[9

3、]与生物胁迫如病虫害[10]等抗性方面有重要的作用。研究证实，缺硅的土壤施用硅肥可促进作物生长，提高作物抗病虫害，抗倒伏能力，促进作物抗重金属毒害，提高农作物质量和产量[11]，显著提高植物的抗逆性[12]。1非生物胁迫下硅对植物抗逆性的影响植物正常生长发育有赖于良好的外部环境，但自然界植物生长的环境往往存在着各种各样的障碍因素，限制着植物生长。例如，干旱地区的水分亏缺，温度胁迫，酸性土壤中高浓度H+，Al3+，Mn2+和Fe2+等，以及盐碱土中高浓度的盐分离子和各种重金属污染土壤中过量的重金属，则

4、被称为植物生长中的非生物胁迫因子[13]。研究报道，硅能够调节气孔开闭，降低蒸腾作用，从而避免干旱胁迫[14]。硅能在高温胁迫时降低叶片温度，提高植物抗高温性，而对植物受冷害胁迫的效应尚不清楚[15]。硅通过维持植物细胞内部离子平衡，稳定细胞和细胞器的正常结构来防止盐害。此外，硅通过促进植物生长，局部化和钝化重金属离子，缓解重金属对植物的毒害[16，17]。下面分别介绍在干旱胁迫和重金属胁迫下硅对植物抗性的影响。1.1硅与植物抗旱性植物经受干旱胁迫时表现多种形态变化，比如茎叶下垂，暂时或永久性的萎蔫

5、等，这些信号通过感知器官的传导，导致植物细胞相应的抗逆性反应，包括气孔调节，渗透调节，pH调节，脱水保护等，从而调节基因表达引起大量的生理和代谢上的变化[18，19]。外加硅能提高植物抗旱性是硅化作用相关[20]，植物吸收的硅中有相当部分沉积在叶片表面，形成“角质-双硅层”结构，这种结构可降低气孔的蒸腾速率和水分或水汽的渗透，使植物的蒸腾作用降低，维持细胞膜结构和功能的稳定性，增强抗旱能力[16]。研究结果表明，施硅可以明显降低一些植物的蒸腾速率，减少水分损失[21]。水稻施硅后吸收的硅素中有相当一

6、部分沉积在叶片表面而形成的“角质-双硅层”结构可使植物的凋萎减轻，蒸腾作用降低[22，23]，茎秆粗壮，机械强度增大，茎叶表面硅质化，不易倒伏。也有人认为水稻吸收的硅被浓缩而成凝胶状沉淀于各个器官之中，这可以起到抑制水稻植株体表面水分蒸发的作用。中午蒸腾强烈，植物受到水分胁迫而关闭气孔，同时也就抑制CO2的吸收(即植物光合“午休”现象)，施用硅能使水分胁迫减轻，缩短强光条件下叶片的光“睡眠”时间[24，25]，使午休现象不明显[26]，使干物质增加。小麦施硅后纤维骨架中硅含量增加，机械强度提高，茎秆

7、抗折强度增大，因而抗倒伏能力增强[27，28]。此外，施硅还能降低小麦细胞膜的相对透性，抑制水分蒸腾，增加冬小麦的抗旱能力[29]。1.2硅与植物抗金属毒害硅是土壤中最为普遍的元素，它可提高植物对重金属毒害的耐受力[30]，提高农作物的产量和改善其品质等[31]，用硅微囊来防治重金属的污染也取得了较好的应用效果[32]。目前，硅提高对铝和锰毒害抗性的研究较多。硅提高作物对铝，锰毒害的耐受力的机理主要集中表现在以下几方面：①改变重金属在植物体内的微域分布[33]；②在植物体内形成硅-重金属共沉淀[34

8、]；③通过影响细胞壁多酚的含量与代谢而使重金属失活[35]；④通过影响植物体内金属硫蛋白的数量来降低重金属的活性[36]。2生物胁迫下硅对植物抗逆性的影响昆虫和真菌对植物的侵入，被称为植物生长中的生物胁迫因子[14]。硅能使植物细胞壁加厚，提高体内几丁质酶，过氧化物酶和多酚氧化酶活性，增强植物对病虫害如水稻稻瘟病，叶斑病、茎腐病、白叶枯病、小麦白粉病、锈病、麦蝇、棉铃虫、果蔬红粉病等的抵抗能力[37-39]。2.1硅与植物抗病性硅对不同作物，不同真菌引起的病害抗病效果