摘要：干旱是威胁人类生存与发展的最大环境压力之一，也是植物成活与生长的重要限制因素之一。低温是影响植物分布、产量及品质的重要非生物胁迫因素，提高植物的抗寒性是作物育种的重要任务。文章从植物抗旱机理、抗旱性鉴定方法进行了探讨，以期为植物抗旱性研究工作提供参考。
关键词：植物；抗旱机理；抗旱性鉴定；进展
干旱对植物的影响是广泛而又深远的，它影响植物各个阶段的生长发育和植物各种生理代谢过程。提高植物的抗旱能力已经成为现代植物研究工作中急需解决的关键问题之一。
一、植物抗旱机理研究
1、植物形态结构特征对其耐旱机制的影响
（1）根系。植物根系是植物直接吸收水分的重要器官，它对植物的耐旱功能具有至关重要的作用。纵深发达的根系系统以及植物发根还苗的快慢，都是植物抗旱性的一个评价指标。“深根型”品种可通过根深扩大吸收面积而利用土壤深层的水分。抗旱性强的品种在干旱条件下发根节数、每节发根数和发根条数均高于抗旱性弱的品种。
（2）叶片。作为同化和蒸腾器官的叶片，在长期干旱胁迫下，叶片的形态结构会发生变化，其形态结构的改变与植物的耐旱性有着密切的关系。主要表现在：叶片表皮外壁有发达的角质层、植物表皮有蜡质、具有表皮毛、具有大的栅栏组织/海绵组织比和小的表面积/体积比。抗旱性强的品种上表皮气孔指数和气孔数/mm比抗旱性差的品种大。叶片主脉较发达，薄壁细胞中散布着一些晶簇，可以改变细胞的渗透压，提高吸水和持水力。
2、干旱胁迫下植物光合作用的研究
干旱胁迫降低植物的光合速率以及叶绿体对光能的吸收能力和转能效率，降低光合电子传递速率和磷酸化活力，影响光合碳同化。随着水分胁迫的加剧，不同抗性植物的光合速率下降的幅度不同，抗旱性强的植物光合速率降低的程度比抗旱性弱的小。其叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随着干旱胁迫程度的加重而显著降低。单纯用净光合速率来鉴定植物的抗旱性是不全面的。
3、干旱胁迫下植物渗透调节的研究
渗透调节是指高等植物受水分匮缺时发生的溶质积累现象。通过渗透调节可以完全或部分维持细胞膨压对某些生理功能的调控作用，并保护光合器官和光合作用。在许多植物中，渗透调节是一个重要的抗旱性机制。干旱胁迫下脯氨酸累积比处理开始时含量高几十倍甚至几百倍。水分胁迫越强，脯氨酸含量越高。
二、抗旱性鉴定方法
植物抗旱性是通过抗旱鉴定指标来体现的，一般来说，生长发育和产量指标是鉴定抗旱性的可靠指标。为了加速抗旱性鉴定和抗旱遗传育种进程，一些简单、可靠而又快速的形态解剖和生理生化指标在抗旱性的间接鉴定中具有重要意义。
1、形态指标
在形态性状上，如根系的长度、数量及其分布，植株冠层结构特征等，都与抗旱性有不同程度的关系。一些长期生长在干旱少雨地区的植物，为了适应恶劣的环境条件，从植株形态上表现为株型紧凑，叶直立，根系发达，较大的根冠比，叶片和角质层厚等以抵抗水分胁迫。从叶片的解剖结构发现抗旱性较强的品种叶肉组织分化程度较高，具有发达的栅栏组织和维管组织，导管多且导管直径较大。随着土壤持水量的升高，旱地品种根数、株高、茎粗、茎节数都极显著地高于田麦品种。
2、生理指标
在生理指标上，包括对蒸腾的气孔调节、对缺水的渗透调节和质膜的透性调节等。叶片相对含水量和水势能很好地反映植株的水分状况与蒸腾之间的平衡关系，在相同渗透胁迫条件下，抗旱性强的品种水势、压力势和相对含水量下降速度慢，下降幅度小，能保持较好的水分平衡；而抗旱性弱的品种下降速度较快，下降幅度较大，水分平衡保持差。
植物根系提水作用是在蒸腾降低的情况下，通过深层湿润土壤中的根系吸收水分，并沿维管束系统将水运至浅层根系，然后将部分水分释放至浅层干燥土壤中的一种生理现象，它能够在一定程度上缓解浅层根系因缺水导致的死亡，维持植物生存和生产。
3、生化指标
在生化指标上，如脯氨酸和甘露醇等渗透性调节物质的含量、植株的脱落酸水平和SOD酶与CAT酶活性等。渗透调节是植物抵御干旱的一种重要方式，不同植物种类及同一植物种类的不同品种之间，可溶性糖、氨基酸含量及其它物质含量存在差异。不同的干旱胁迫条件下，沙棘叶内脯氨酸和可溶性糖含量随着干旱胁迫程度和干旱胁迫时间的延长而增加。游离脯氨酸的积累与植物受伤害程度成显著正相关。
4、产量指标
植物品种在干旱条件下的产量是鉴定抗旱品种的重要指标之一。这类指标包括生长量（高、径生长）、生物量、经济产量（种子、果实、叶）等。一些抗旱品种在正常环境下往往低产，而不抗旱的高产品种在轻度干旱下产量高于抗旱品种，在严重干旱下产量又低于抗旱品种，所以产量实验有时也难以真正测出作物的抗旱性。
5、综合指标
植物的抗旱性是由多种因素相互作用构成的一个较为复杂的综合性状，用具有时间限制的少数几个指标来阐明植物抗旱的途径、方式和机理，或进行耐旱性评价都难以反映植物的真实情况，近年来较多采用综合指标法，其计算方法包括抗旱总级别法、模糊数学中的隶属函数法、灰色关联度分析法。
三、展望
干旱灾害是全球最大的自然灾害之一。干旱影响植物的生长发育，造成作物减产，加剧全球粮食危机。因此，提高植物自身抗旱性和水分利用效率具有战略性意义。植物抗旱是一个复杂的问题，不同作物和品种适应干旱的方式是多种多样的，一些作物具有综合性的、几种机理共同起作用的抗旱特性。因此，对于植物抗旱生理生态的研究应该更为全面，加强系统综合的比较研究。
