王敏

摘 要：本文通過對(duì)玉米干旱脅迫抗性的原因分析，提出相應(yīng)的對(duì)策探究。研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫抗性主要受到生理生化、基因和環(huán)境等多重因素影響。因此，提高玉米抗旱能力需要從多方面入手，包括育種技術(shù)創(chuàng)新、耕作管理措施、灌溉方式改進(jìn)等。

關(guān)鍵詞：玉米；干旱脅迫；抗性原因

干旱脅迫是制約玉米生產(chǎn)的主要因素之一，尤其我國干旱地區(qū)更為嚴(yán)重。因此，研究玉米干旱脅迫抗性的原因及其對(duì)策具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。本文旨在探討玉米干旱脅迫抗性的原因及相應(yīng)的對(duì)策探究，為我國干旱地區(qū)玉米生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1生理生化因素

1.1 細(xì)胞膜穩(wěn)定性與抗旱性的關(guān)系

玉米植株在干旱脅迫下往往會(huì)出現(xiàn)水分虧缺的情況，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的代謝失調(diào)，細(xì)胞膜的穩(wěn)定性受到破壞，從而影響其抗旱能力。因此，研究細(xì)胞膜穩(wěn)定性與抗旱性的關(guān)系對(duì)于提高玉米的抗旱性具有重要的意義。

細(xì)胞膜作為細(xì)胞內(nèi)的一個(gè)重要組成部分，不僅控制了物質(zhì)的進(jìn)出，還保護(hù)了細(xì)胞內(nèi)的基因物質(zhì)和代謝物質(zhì)。同時(shí)，細(xì)胞膜的穩(wěn)定性還能夠直接影響細(xì)胞的生長和發(fā)育，進(jìn)而影響植株的抗旱能力。研究表明，細(xì)胞膜的穩(wěn)定性與其脂質(zhì)組成密切相關(guān)，而膜脂酸含量的變化也會(huì)影響細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。因此，增加膜脂酸含量可以提高細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)玉米的抗旱能力。

1.2 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與抗旱性的關(guān)聯(lián)

滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物的抗旱過程中發(fā)揮著非常重要的作用。植物為了適應(yīng)干旱環(huán)境，會(huì)積累一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、脯氨酸等，以調(diào)節(jié)植物體內(nèi)水分的分配和利用，從而增強(qiáng)其抗旱性。

脯氨酸作為一種常見的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植物抗旱中發(fā)揮著重要的作用。脯氨酸的積累可以增加植物細(xì)胞內(nèi)的滲透壓，從而吸引更多的水分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，增加植物細(xì)胞的膨壓力，提高植物的抗旱性。同時(shí)，脯氨酸還可以參與到抗氧化系統(tǒng)中，降低氧化應(yīng)激對(duì)植物的傷害。

此外，研究表明，在干旱脅迫條件下，植物體內(nèi)還會(huì)合成一些有機(jī)酸，如蘋果酸、琥珀酸等，這些有機(jī)酸同樣可以參與到滲透調(diào)節(jié)中，促進(jìn)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和維持植物體內(nèi)的水分平衡，從而提高植物的抗旱性。

2基因因素

2.1 抗旱相關(guān)基因的發(fā)掘與應(yīng)用

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的抗旱相關(guān)基因被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。通過對(duì)玉米的基因組分析，可以鑒定出一些與抗旱相關(guān)的基因，如ZmNCED1、ZmVP1等。這些基因參與了植物的抗旱機(jī)制，對(duì)植物的抗旱性發(fā)揮了重要作用。在育種中，選取這些具有抗旱性基因的材料進(jìn)行雜交，可繁育出更具抗旱性的品種。

另外，利用基因編輯技術(shù)，如CRISPR-Cas9，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因的精準(zhǔn)編輯和改良。通過這種方法，可以針對(duì)玉米抗旱相關(guān)基因進(jìn)行編輯和改良，從而提高其抗旱性。

2.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高抗旱性

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是通過人工干預(yù)植物基因組的方式，將具有抗旱性的基因或與抗旱有關(guān)的基因?qū)氲接衩谆蚪M中，從而提高其抗旱性。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以快速獲得抗旱性強(qiáng)的玉米品種，為解決干旱脅迫問題提供了一種有效的途徑。

例如，研究發(fā)現(xiàn)，植物中的一些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以調(diào)節(jié)植物的水分代謝，進(jìn)而影響其抗旱性。通過將這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因?qū)氲接衩字?，可以增加其?xì)胞膜對(duì)水分的調(diào)節(jié)能力，從而提高其抗旱性。此外，利用基因工程技術(shù)還可以將其他植物中具有抗旱性的基因?qū)氲接衩字校缃婺┲械腅RF基因，可以增加玉米的抗旱性。

3植物形態(tài)結(jié)構(gòu)因素

3.1 根系特性與抗旱性的關(guān)系

植物的根系是吸收土壤中水分和養(yǎng)分的重要器官，根系的特性和結(jié)構(gòu)對(duì)植物的抗旱性起著至關(guān)重要的作用。在干旱環(huán)境中，植物需要更長的根系和更多的側(cè)根，以便更好地吸收水分和養(yǎng)分。因此，增加根系表面積和根系深度可以提高植物的抗旱性。

同時(shí)，根系的根毛密度也是影響植物抗旱性的重要因素。根毛是根系的重要吸水器官，可以增加植物吸水面積和吸水速度。研究表明，在干旱環(huán)境中，植物根系的根毛密度會(huì)顯著增加，以增加吸水面積和吸水速度，從而提高植物的抗旱能力。

3.2 葉片結(jié)構(gòu)對(duì)抗旱性的影響

植物葉片的結(jié)構(gòu)和特性也對(duì)植物的抗旱性起著重要的影響。葉片的氣孔是植物進(jìn)行氣體交換的重要器官，同時(shí)也是水分蒸發(fā)的主要通道。在干旱環(huán)境中，植物會(huì)關(guān)閉氣孔，減少水分蒸發(fā)，從而降低水分的損失，提高植物的抗旱能力。

此外，植物的葉片厚度和葉片表面積也是影響植物抗旱性的重要因素。研究表明，葉片厚度越大、表面積越小，植物的水分損失就越少，抗旱能力也越強(qiáng)。因此，在干旱地區(qū)種植的作物，可以通過調(diào)整種植密度和育種技術(shù)，控制葉片厚度和表面積，從而提高其抗旱能力。

4環(huán)境因素

4.1 土壤因素對(duì)玉米抗旱性的影響

土壤是玉米生長和發(fā)育的重要環(huán)境因素之一，也是玉米抗旱性的重要影響因素之一。在干旱條件下，土壤中的水分會(huì)減少，這會(huì)對(duì)玉米生長和發(fā)育造成不利影響。此外，土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)也會(huì)影響到玉米的抗旱性。

一方面，土壤的物理性質(zhì)如質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和通氣性等對(duì)玉米的抗旱性有著直接的影響。干旱條件下，土壤中的水分會(huì)減少，導(dǎo)致土壤變得干燥、硬化和致密，這使得玉米的根系難以生長和發(fā)育，從而降低其抗旱性。因此，在干旱地區(qū)種植玉米時(shí)，需要選用疏松透氣、保水性好的土壤種類，并采取相應(yīng)的改良措施，如松土、加肥等。

另一方面，土壤的化學(xué)性質(zhì)對(duì)玉米的抗旱性也具有重要影響。土壤中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素對(duì)玉米的生長和發(fā)育至關(guān)重要。在干旱條件下，由于土壤中的水分減少，這些養(yǎng)分的吸收和利用也會(huì)受到影響。因此，在干旱地區(qū)種植玉米時(shí)，需要科學(xué)施肥，加強(qiáng)土壤養(yǎng)分管理，為玉米的抗旱性提供保障。

4.2 氣候變化對(duì)玉米抗旱性的影響

氣候變化對(duì)于玉米抗旱性的影響非常大，因此必須采取應(yīng)對(duì)措施。具體而言，以下兩個(gè)方面可以引起注意：

（1）研究玉米適應(yīng)氣候變化的機(jī)制。隨著全球氣候的變化，玉米需要適應(yīng)越來越干旱和炎熱的環(huán)境。因此，必須深入研究玉米適應(yīng)氣候變化的機(jī)制，找到更好的方法來提高玉米的抗旱性。這包括研究玉米的適應(yīng)性生理和生化機(jī)制，以及探索其基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和代謝途徑等方面。只有深入研究這些方面，才能更好地提高玉米的抗旱性。

（2）推廣抗旱品種。目前已經(jīng)有一些抗旱品種被研發(fā)出來，這些品種可以更好地適應(yīng)干旱環(huán)境，從而提高其抗旱性。因此，必須加強(qiáng)對(duì)這些品種的推廣和應(yīng)用，從而提高玉米的整體抗旱能力。此外，還可以開展有針對(duì)性的遺傳改良工作，從而培育更具抗旱性的新品種。這些品種可以在干旱地區(qū)廣泛種植，提高玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，保障國家糧食安全。

5育種技術(shù)創(chuàng)新

5.1 利用遺傳資源選育抗旱品種

利用遺傳資源選育抗旱品種是提高玉米抗旱性的重要途徑之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代遺傳學(xué)和生物技術(shù)為利用遺傳資源選育抗旱品種提供了更多的技術(shù)支持和手段。具體來說，以下兩個(gè)方面可以引起注意：

（1）遺傳資源的挖掘和利用。全球各地都有豐富的玉米遺傳資源，這些資源具有豐富的抗旱性狀。利用遺傳多樣性，可以在自然條件下挑選出適應(yīng)干旱環(huán)境的基因型，同時(shí)利用遺傳工程技術(shù)對(duì)基因型進(jìn)行改良。挖掘和利用遺傳資源的關(guān)鍵是鑒定和篩選有抗旱性狀的基因型，為后續(xù)選育工作提供有效的遺傳材料。

（2）選育方法和技術(shù)。利用遺傳資源選育抗旱品種需要綜合運(yùn)用不同的選育方法和技術(shù)，如傳統(tǒng)育種、分子育種、組織培養(yǎng)等。傳統(tǒng)育種技術(shù)包括遺傳育種、雜交育種、選擇育種等。在實(shí)際工作中，可以通過親本篩選、雜交組合選擇、代際選擇等方法來提高抗旱性，同時(shí)注意雜交產(chǎn)生的雜種優(yōu)勢和劣勢，以保證后代抗旱性的穩(wěn)定。分子育種是一種新興的育種技術(shù)，可以通過分子標(biāo)記輔助選擇，快速篩選出與抗旱性相關(guān)的基因和分子標(biāo)記，并利用這些標(biāo)記來篩選和選育更抗旱的玉米品種。組織培養(yǎng)技術(shù)可以通過體外培養(yǎng)方法，篩選有抗旱性狀的基因型，從而實(shí)現(xiàn)抗旱品種的選育。

5.2 分子育種技術(shù)提高抗旱性

（1）鑒定抗旱相關(guān)基因和分子標(biāo)記

分子育種技術(shù)可以通過基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等手段，快速準(zhǔn)確地鑒定與抗旱性相關(guān)的基因和分子標(biāo)記。這些基因和分子標(biāo)記可以用來篩選和選育抗旱性更強(qiáng)的玉米品種。例如，可以通過對(duì)玉米基因組進(jìn)行序列分析和比較，鑒定出與抗旱性相關(guān)的基因和分子標(biāo)記，并進(jìn)一步研究這些基因和分子標(biāo)記的功能和作用。同時(shí)，分子標(biāo)記也可以用于遺傳多樣性分析和群體遺傳學(xué)研究，以便更好地利用遺傳資源。

（2）深入了解抗旱性的遺傳機(jī)制

分子育種技術(shù)可以用來研究玉米的基因組結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)調(diào)控等方面，從而深入了解抗旱性的遺傳機(jī)制。例如，可以利用基因組學(xué)技術(shù)鑒定出與抗旱性相關(guān)的基因，并研究這些基因在不同條件下的表達(dá)模式和調(diào)控機(jī)制，從而深入了解抗旱性的分子機(jī)制。這些研究成果可以為玉米抗旱性的提高提供更加深入的理論支持。同時(shí)，分子育種技術(shù)還可以利用生物信息學(xué)和組學(xué)技術(shù)等手段，預(yù)測和鑒定與抗旱性相關(guān)的新基因和新分子標(biāo)記，為玉米抗旱品種的選育提供更多選擇。

6耕作管理措施與灌溉方式改進(jìn)

6.1 科學(xué)的耕作管理措施

科學(xué)的耕作管理措施是提高玉米抗旱性的重要手段之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，種植者可以采取一些措施來提高土壤水分利用效率，從而增強(qiáng)玉米的抗旱性。具體來說，以下幾個(gè)方面可以引起注意：

（1）適當(dāng)改善土壤結(jié)構(gòu)。具體而言，需要采取一些耕作方式和施用有機(jī)肥等措施來改善土壤結(jié)構(gòu)。在這些措施中，深翻耕、地膜覆蓋、綠肥覆蓋等是比較常用的耕作方式。深翻耕是指在秋季將農(nóng)田進(jìn)行深翻，將底層土壤翻到表層，這樣可以改善土壤的通氣性和水分滲透性，使土壤更適宜作物生長。地膜覆蓋是指在種植前先在地面覆蓋一層透明的塑料薄膜，可以防止土壤水分蒸發(fā)和水分流失，從而提高土壤水分的利用效率。綠肥覆蓋則是指在作物收割后，將一些綠色植物覆蓋在田地上，這些植物會(huì)分解成有機(jī)物質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)地。

施用有機(jī)肥是改善土壤結(jié)構(gòu)的重要手段之一。有機(jī)肥可以增加土壤微生物活動(dòng)和水分保持能力，提高土壤水分的利用效率。種植者可以采用堆肥、沼液、腐熟有機(jī)肥等方式來施用有機(jī)肥。堆肥是指將農(nóng)家肥、畜禽糞便等有機(jī)物質(zhì)堆積在一起，通過發(fā)酵的過程形成的有機(jī)肥。沼液則是指將畜禽糞便等有機(jī)物質(zhì)投入沼氣池中進(jìn)行發(fā)酵所形成的液態(tài)有機(jī)肥。腐熟有機(jī)肥則是指將有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解和腐熟所形成的有機(jī)肥。這些有機(jī)肥可以改善土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)土壤的水分保持能力和利用效率，提高玉米的抗旱性。

（2）選用適合當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的品種。為了提高玉米的抗旱性，除了改善土壤結(jié)構(gòu)外，還需要選用適合當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的品種。這需要了解不同品種的特點(diǎn)和表現(xiàn)，以便進(jìn)行合理選擇。對(duì)于干旱地區(qū)的玉米種植，應(yīng)該選擇具有較強(qiáng)抗旱能力的品種，例如魯玉1號(hào)和晉淀50。這些品種具有以下特點(diǎn)：

魯玉1號(hào)是我國的一個(gè)耐旱玉米品種，廣泛應(yīng)用于半干旱和干旱地區(qū)。它具有中等的生育期、高度和穗長。在干旱條件下，它可以保持較高的產(chǎn)量和品質(zhì)，抗旱性強(qiáng)。

晉淀50是我國的一個(gè)新型玉米品種，抗旱性能良好，適合于干旱地區(qū)的種植。它具有中等的生育期、高度和穗長，同時(shí)還具有較高的產(chǎn)量和品質(zhì)，可以在干旱環(huán)境下保持穩(wěn)定的產(chǎn)量。

除了這些品種外，還有其他具有較強(qiáng)抗旱能力的玉米品種，例如玉米新系和抗旱高產(chǎn)雜交玉米等。種植者在選擇品種時(shí)應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥罈l件，綜合考慮各種因素，選擇最適合的品種進(jìn)行種植，從而提高玉米的抗旱性。

（3）采取節(jié)水措施也可以提高土壤水分的利用效率。首先，選擇合適的灌溉方式。在干旱地區(qū)，灌溉是玉米生產(chǎn)中不可缺少的一環(huán)。但是傳統(tǒng)的灌溉方式，如洪灌和溝渠灌溉等，會(huì)造成大量水分的損失，同時(shí)也容易引起土壤表層的結(jié)皮現(xiàn)象。相比之下，滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉方式可以有效降低用水量，減少水分的損失，同時(shí)避免地面水分的蒸發(fā)和土壤表層的結(jié)皮現(xiàn)象，提高灌溉效率，降低灌溉成本，從而增強(qiáng)玉米的抗旱性。

6.2 合理的灌溉方式

灌溉方式的改進(jìn)也可以提高玉米的抗旱性。在干旱地區(qū)，灌溉是種植玉米的重要手段。合理的灌溉方式可以減少水分的損失，從而提高水分利用效率和土壤水分含量，增強(qiáng)玉米的抗旱性。具體來說，以下幾個(gè)方面可以引起注意：

（1）選擇適宜的灌溉方式

不同的灌溉方式對(duì)于不同的土壤和氣候條件具有不同的適用性。例如，噴灌適合于細(xì)沙質(zhì)土壤，而滴灌則適合于黏土質(zhì)土壤。種植者應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件來選擇適宜的灌溉方式，以提高水分的利用效率和土壤水分含量，增強(qiáng)玉米的抗旱性。

（2）控制灌溉量

過量的灌溉不僅會(huì)造成水分的浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致土壤的積水和缺氧現(xiàn)象，從而影響植物的生長和發(fā)育。

（3）注意灌溉時(shí)機(jī)

灌溉時(shí)機(jī)的選擇可以影響土壤水分的利用效率和玉米的生長和發(fā)育。

本文通過深入分析玉米干旱脅迫抗性的原因，包括生理生化、基因、植物形態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境等多方面因素，探討了提高玉米抗旱性的有效對(duì)策。首先，在生理生化層面，維持細(xì)胞膜穩(wěn)定性和提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累對(duì)于玉米抗旱性至關(guān)重要。其次，在基因?qū)用妫l(fā)掘抗旱相關(guān)基因并利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高抗旱性具有較大潛力。此外，改善植物形態(tài)結(jié)構(gòu)，如優(yōu)化根系特性和葉片結(jié)構(gòu)，也有利于提高玉米的抗旱能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王潔敏，陳祖武，陳英姿，等.甜菜堿對(duì)植物鎘脅迫抗性影響的研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022（10）：103-106.

[2]王科選，舒博，袁志林.灘涂鹽堿地根際鐮孢菌種類、非生物脅迫抗性及致病性[J/OL].菌物學(xué)報(bào)：1-21[2023-04-06].DOI：10.13346/j.mycosystema.220475.

[3]董桑婕，姜小春，王羚羽，等.遠(yuǎn)紅光補(bǔ)光對(duì)辣椒幼苗生長和非生物脅迫抗性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，55（06）：1189-1198.