谭程友 彭 浩 杨 君 程学良 苏江顺 卜 瑞 程微娜
花生抗旱研究进展
谭程友彭浩杨君程学良苏江顺卜瑞程微娜
(吉林省白城市农业科学院吉林白城137000)
花生作为主要油料作物,由于其具有一定的抗旱性和较高的经济价值,在我国的种植面积逐年增加。文章概述了近年来我国花生抗旱方面的研究进展,分析了研究难点,展望了研究趋势。
花生;抗旱;育种;基因;种植方式
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来源,花生脂肪含量约50%,蛋白质含量约25%。由于花生的经济价值较高,所以花生的种植面积逐年增加,特别是在我国山东、东北三省等地。
我国半干旱干旱地区占了一半以上的耕地面积,由此可以看出,干旱是制约我国农作物生产的重要因素。花生虽然是耐旱作物,但是,东北地区的春季干旱仍然对花生的品质和产量有较大的影响。因此,花生的抗旱相关研究,对于我国花生产业来说具有十分重要的意义[1-3]。
花生在不同的发育阶段受到干旱胁迫都会影响最后的花生品质和产量。所以,科研人员对干旱与花生之间的影响关系进行了大量的研究。
张智猛等[4]对2 个品种的花生叶片进行了干旱处理,对于叶片中保护酶活性和渗透物质含量的变化进行了研究。结果表明,不同时期的干旱对花生叶片中的保护酶等物质的影响效果不同。如果下针期和结荚期遭遇干旱,花生的产量将会分别下降4%和13%以上。
孙爱清等[5]人对多个花生品种在干旱胁迫下的叶绿素含量变化进行了研究,并且根据结果对试验花生品种进行了抗旱分类。戴良香等[6]人也进行了类似的研究,结果表明通过抗旱试验,可以有效筛选出相对抗旱的品种。
丁红等[7]人在干旱胁迫对花生根系生长发育和生理特性的影响方面进行了研究。结果表明,干旱对于2个试验品种的根系都有较大影响,但是品种之间有差异。另外,又对干旱胁迫于花生生育中后期根系生长特征的影响进行了研究。结果表明,干旱胁迫对花生花针期的根系影响较大。
王福青等[8]人进行了花生苗期花芽发育时期的干旱试验。结果表明,干旱胁迫对花芽的数量、败育率影响较大。严美玲等对花生叶片中的酶活性进行了研究。结果表明,干旱程度增加,花生叶片的光合速率降低。刘吉利等[9]人进行了花生苗期的苗期干旱及复水试验,并对花生光合特性及水分利用效率变化进行了研究。结果表明,苗期如果经历一定程度的干旱,在复水后可以恢复光合性能,并且可以减少耗水量。
治理干旱最有效的手段是为植株提供足够的水分,但是,对于那些缺少灌溉设备的地区,种植抗干旱品种可以很大程度上缓解干旱对花生产量和品质的影响。不同品种花生的抗旱机制不同,所以抗旱品种花生的选育和研究十分必要。
刘丹丹等[10]对12 个不同的花生品种进行了干旱胁迫处理,结果显示,不同的品种抗旱机制不同,抗旱性也不同。周西等[11]为研究旱涝急转对花生的影响,对3个品种的花生进行了不同旱涝梯度试验,并研究了POD、SOD、CAT、GR的活性变化。结果表明,一定程度的旱涝会导致这4种抗氧化酶活性升高,随着旱涝程度加重,活性降低。曲杰[12]筛选了花生抗干旱品种。通过干旱处理,在12 个品种的花生种选择出了4 个比较适宜当地的抗旱品种。张智猛等[13]以29 个花生品种为材料,在中度干旱条件下,对生长发育和光合色素含量等方面进行了研究,结果表明,干旱对花生的形态和性状都有影响,不同的性状产生的影响不同,不同品种之间的抗旱性也不同。厉广辉等[14]对12 个花生品种进行了抗旱研究,对比分析了不同花生根系、叶片、结荚期叶片的性状与干旱的关系。结果表明,不同的花生品种之间,抗旱性明显不同,苗期与结荚期抗旱性一致,并根据抗旱性不同,把试验中的12 个品种的花生分为了3 个抗旱等级。
随着分子生物学的发展,在传统育种手段基础上,抗旱基因的相关研究逐渐占据了重要地位。分子生物学技术可以有效地研究花生对于干旱胁迫的应答机理,对于后续的抗旱品种培育具有重大意义。
孙爱清等[5]对干旱胁迫下的胁迫响应基因的数字表达谱进行了分析,通过结果推测类黄酮代谢在花生干旱胁迫响应过程中起重要作用。刘宇等[15]对抗病基因PnAG3在干旱条件下的表达变化进行了研究,通过结果分析,基因PnAG3表达量变化与花生抗旱性有相关性,推测该基因与花生的抗逆性有关。何美敬等[16]成功地克隆了蔗糖合酶基因AhSuSy,并通过分析推测该基因对花生的抗旱起一定作用。王通等[17]分析了GLP家族基因的表达情况,结果表明粉红色花生种的相关基因表达量高于其他花生,该基因表达有明显的品种特异性。周西等研究了干旱对于PnAG1基因的表达与生理指标的影响,根据结果推测,该基因可能与花生的防御体系有关联。
现代农业可以通过科学施肥、覆膜种植、节水灌溉等手段有效提高花生的抗旱性,这些手段现在广泛应用于农业生产中,通过这些现代种植手段,不仅提高了花生产量,同时也解决了干旱半干旱地区水资源不足的问题。
王慧新等[18]通过膜下滴灌手段,研究了不同滴灌量下花生的水分利用、产量等指标的变化情况。结果表明,根据当年降水量灵活调节滴灌次数和时期可以有效解决出苗率问题,并且可以提高花生产量。王慧新等[18]采用不同时期覆膜的技术,分析了土壤微生物量碳和花生产量,通过结果筛选了适合本地区的覆膜栽培方案。张晓红[19]等通过对比覆膜与裸地种植花生,证明覆膜花生明显优于裸地种植。
顾学花[20]等对于在干旱条件下,钙肥对花生种植的影响进行了研究。研究显示,施钙可以有效增加花生的产量,缓解干旱对于花生的影响。崔瑞[21]等研究了不同施肥量对于半干旱地区风沙土壤花生产量及农艺性状的影响。结果表明,合理施肥可以使花生花期提前至少3 d,且能提高花生产量。于洪全[22]采用平衡施肥方法,研究了该地花生的施肥量。研究表明,平衡施肥可以提高花生抗旱性、增加花生产量。
干旱作为农业种植中的难题,一直制约着我国农业的发展。虽然分子生物技术近年来有了长足的进步,但是现在大多数还停留在实验室阶段,农业应用方面还存在诸多不足。抗干旱育种可以有效解决干旱问题,主要问题是育种过程太漫长,不能在短时间内产生经济价值。各种现代栽培手段需要农民有一定的文化水平,所以任何一种手段都不能单独解决问题。
现在花生抗旱方面的主要研究目标应该集中在搭配分子生物技术改良花生品种,并大力推广节水灌溉、科学施肥等科学手段,积极向农民普及国家政策,多管齐下才能彻底解决困扰我国的干旱问题。
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[4]张智猛,戴良香,宋文武,等.干旱处理对花生品种叶片保护酶活性和渗透物质含量的影响[J].作物学报,2013,39(1):133-141.
[5]孙爱清,万勇善,刘凤珍,等.干旱胁迫对不同花生品种光合特性和产量的影响[J].作物学报,2010,10:32-38.
[6]戴良香,段淑芬,田云云,等.《花生学报》2001~2005年论文分析[J].中国科技期刊研究,2007(2):78-81.
[7]丁红,张智猛,戴良香,等.干旱胁迫对花生根系生长发育和生理特性的影响[J].应用生态学报,2013(6):1586-1592.
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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
谭程友(1990- )男,汉族,吉林白城人,本科,研究方向:花生栽培育种。
苏江顺(1972- ),男,汉族,吉林白城人,硕士,研究方向:花生栽培育种及推广。