譚程友 彭 浩 楊 君 程學良 蘇江順 卜 瑞 程微娜
花生抗旱研究進展
譚程友彭浩楊君程學良蘇江順卜瑞程微娜
(吉林省白城市農業科學院吉林白城137000)
花生作為主要油料作物,由于其具有一定的抗旱性和較高的經濟價值,在我國的種植面積逐年增加。文章概述了近年來我國花生抗旱方面的研究進展,分析了研究難點,展望了研究趨勢。
花生;抗旱;育種;基因;種植方式
花生(ArachishypogaeaL.)是世界上主要的油料作物,并且也是植物蛋白的重要來源,花生脂肪含量約50%,蛋白質含量約25%。由于花生的經濟價值較高,所以花生的種植面積逐年增加,特別是在我國山東、東北三省等地。
我國半干旱干旱地區占了一半以上的耕地面積,由此可以看出,干旱是制約我國農作物生產的重要因素。花生雖然是耐旱作物,但是,東北地區的春季干旱仍然對花生的品質和產量有較大的影響。因此,花生的抗旱相關研究,對于我國花生產業來說具有十分重要的意義[1-3]。
花生在不同的發育階段受到干旱脅迫都會影響最后的花生品質和產量。所以,科研人員對干旱與花生之間的影響關系進行了大量的研究。
張智猛等[4]對2 個品種的花生葉片進行了干旱處理,對于葉片中保護酶活性和滲透物質含量的變化進行了研究。結果表明,不同時期的干旱對花生葉片中的保護酶等物質的影響效果不同。如果下針期和結莢期遭遇干旱,花生的產量將會分別下降4%和13%以上。
孫愛清等[5]人對多個花生品種在干旱脅迫下的葉綠素含量變化進行了研究,并且根據結果對試驗花生品種進行了抗旱分類。戴良香等[6]人也進行了類似的研究,結果表明通過抗旱試驗,可以有效篩選出相對抗旱的品種。
丁紅等[7]人在干旱脅迫對花生根系生長發育和生理特性的影響方面進行了研究。結果表明,干旱對于2個試驗品種的根系都有較大影響,但是品種之間有差異。另外,又對干旱脅迫于花生生育中后期根系生長特征的影響進行了研究。結果表明,干旱脅迫對花生花針期的根系影響較大。
王福青等[8]人進行了花生苗期花芽發育時期的干旱試驗。結果表明,干旱脅迫對花芽的數量、敗育率影響較大。嚴美玲等對花生葉片中的酶活性進行了研究。結果表明,干旱程度增加,花生葉片的光合速率降低。劉吉利等[9]人進行了花生苗期的苗期干旱及復水試驗,并對花生光合特性及水分利用效率變化進行了研究。結果表明,苗期如果經歷一定程度的干旱,在復水后可以恢復光合性能,并且可以減少耗水量。
治理干旱最有效的手段是為植株提供足夠的水分,但是,對于那些缺少灌溉設備的地區,種植抗干旱品種可以很大程度上緩解干旱對花生產量和品質的影響。不同品種花生的抗旱機制不同,所以抗旱品種花生的選育和研究十分必要。
劉丹丹等[10]對12 個不同的花生品種進行了干旱脅迫處理,結果顯示,不同的品種抗旱機制不同,抗旱性也不同。周西等[11]為研究旱澇急轉對花生的影響,對3個品種的花生進行了不同旱澇梯度試驗,并研究了POD、SOD、CAT、GR的活性變化。結果表明,一定程度的旱澇會導致這4種抗氧化酶活性升高,隨著旱澇程度加重,活性降低。曲杰[12]篩選了花生抗干旱品種。通過干旱處理,在12 個品種的花生種選擇出了4 個比較適宜當地的抗旱品種。張智猛等[13]以29 個花生品種為材料,在中度干旱條件下,對生長發育和光合色素含量等方面進行了研究,結果表明,干旱對花生的形態和性狀都有影響,不同的性狀產生的影響不同,不同品種之間的抗旱性也不同。厲廣輝等[14]對12 個花生品種進行了抗旱研究,對比分析了不同花生根系、葉片、結莢期葉片的性狀與干旱的關系。結果表明,不同的花生品種之間,抗旱性明顯不同,苗期與結莢期抗旱性一致,并根據抗旱性不同,把試驗中的12 個品種的花生分為了3 個抗旱等級。
隨著分子生物學的發展,在傳統育種手段基礎上,抗旱基因的相關研究逐漸占據了重要地位。分子生物學技術可以有效地研究花生對于干旱脅迫的應答機理,對于后續的抗旱品種培育具有重大意義。
孫愛清等[5]對干旱脅迫下的脅迫響應基因的數字表達譜進行了分析,通過結果推測類黃酮代謝在花生干旱脅迫響應過程中起重要作用。劉宇等[15]對抗病基因PnAG3在干旱條件下的表達變化進行了研究,通過結果分析,基因PnAG3表達量變化與花生抗旱性有相關性,推測該基因與花生的抗逆性有關。何美敬等[16]成功地克隆了蔗糖合酶基因AhSuSy,并通過分析推測該基因對花生的抗旱起一定作用。王通等[17]分析了GLP家族基因的表達情況,結果表明粉紅色花生種的相關基因表達量高于其他花生,該基因表達有明顯的品種特異性。周西等研究了干旱對于PnAG1基因的表達與生理指標的影響,根據結果推測,該基因可能與花生的防御體系有關聯。
現代農業可以通過科學施肥、覆膜種植、節水灌溉等手段有效提高花生的抗旱性,這些手段現在廣泛應用于農業生產中,通過這些現代種植手段,不僅提高了花生產量,同時也解決了干旱半干旱地區水資源不足的問題。
王慧新等[18]通過膜下滴灌手段,研究了不同滴灌量下花生的水分利用、產量等指標的變化情況。結果表明,根據當年降水量靈活調節滴灌次數和時期可以有效解決出苗率問題,并且可以提高花生產量。王慧新等[18]采用不同時期覆膜的技術,分析了土壤微生物量碳和花生產量,通過結果篩選了適合本地區的覆膜栽培方案。張曉紅[19]等通過對比覆膜與裸地種植花生,證明覆膜花生明顯優于裸地種植。
顧學花[20]等對于在干旱條件下,鈣肥對花生種植的影響進行了研究。研究顯示,施鈣可以有效增加花生的產量,緩解干旱對于花生的影響。崔瑞[21]等研究了不同施肥量對于半干旱地區風沙土壤花生產量及農藝性狀的影響。結果表明,合理施肥可以使花生花期提前至少3 d,且能提高花生產量。于洪全[22]采用平衡施肥方法,研究了該地花生的施肥量。研究表明,平衡施肥可以提高花生抗旱性、增加花生產量。
干旱作為農業種植中的難題,一直制約著我國農業的發展。雖然分子生物技術近年來有了長足的進步,但是現在大多數還停留在實驗室階段,農業應用方面還存在諸多不足。抗干旱育種可以有效解決干旱問題,主要問題是育種過程太漫長,不能在短時間內產生經濟價值。各種現代栽培手段需要農民有一定的文化水平,所以任何一種手段都不能單獨解決問題。
現在花生抗旱方面的主要研究目標應該集中在搭配分子生物技術改良花生品種,并大力推廣節水灌溉、科學施肥等科學手段,積極向農民普及國家政策,多管齊下才能徹底解決困擾我國的干旱問題。
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Research progress on drought resistance of peanut
Tan ChengyouPeng HaoYang Juncheng XueliangSu JiangshunBu RuiCheng Weina
(Baicheng Academy of Agricultural Sciences, Baicheng 137000)
As a major oil crop, peanut has increased its planting area in China year by year because of its drought resistance and high economic value. This paper summarized the research progress of peanut drought resistance in China in recent years, analyzed the research difficulties, and forecasted the research trend.
peanut;Drought resistance;Breeding;Genes;Planting way
10.3969/j.issn.2095-1205.2020.12.06
S565
A
2095-1205(2020)12-11-02
譚程友(1990- )男,漢族,吉林白城人,本科,研究方向:花生栽培育種。
蘇江順(1972- ),男,漢族,吉林白城人,碩士,研究方向:花生栽培育種及推廣。