耐寒喜树家系筛选文献综述
前言
喜树(Camptotheca acuminate Dence.)是我国特有树种,为多年生亚热带落叶阔叶乔木,深根性树种,喜光,速生,不耐严寒干燥,较耐水湿,一般产于江苏南部、浙江、福建、江西、湖南、湖北、四川、贵州、广西、广东、云南等省区,广泛分布于长江中下游。喜树也是提取抗癌药物喜树碱的优良树种,已成为继紫杉醇后的第二种木本类抗肿瘤药,国内外对喜树碱的药理活性、临床应用进行了大量研究,其开发和研究方兴未艾。喜树碱是喜树体中的一种天然次生代谢产物,其产量受到喜树生长发育的影响。一般认为它是喜树抵御不良环境条件的产物,因此开展低温胁迫生理的研究以及在种源选择的基础上进行无性系选择这将为生产提供高CPT含量的优良喜树种源或无性系提供一些理论基础。
植物在低温寒冷环境的长期适应过程中,通过自身的遗传变异和自然选择获得的一种抗寒能力,并表现出相对的遗传稳定性。温度作为重要的生态环境因子之一,在遗传背景限制的前提下,对植物某些生长发育过程起着决定性作用。低温是植物地域性和季节性的主要环境限制因子,探索植物的抗寒性,无论是在基础理论上,还是在解决实际生产问题上都具有广泛的应用价值。由于不同树种或种源具有不同的抗寒性,甚至同一树种不同器官的抗寒性也不尽相同。在实际应用中应该在合适的区域选用适当的树种和种源,才可获得最佳的经济价值效益。因此筛选抗寒种质资源、选育抗寒种源是提高植物抗寒性的根本途径,为耐寒种源选择和引种栽培提供一定的理论依据。
1 植物耐寒研究进展
植物在受到低温胁迫时,其本身会发生一系列的反应来应对逆境,这些反应互相联系形成一套完整的分子应答机制。抗寒性是植物重要的抗逆指标之一,是一系列反应体现在生理生化反应中的结果。植物抗寒性的生理生化研究以细胞膜系统、抗氧化系统及渗透物质等方面为基础进行探索,并结合其抗寒分子机理、遗传育种的研究工作进行综合分析,同时汇总国内外抗寒性鉴定方法的原理、优缺点,为植物的抗寒性研究、抗寒种质筛选提供参考。
1.1 植物耐寒性生理生化机制研究进展
1.1.1 细胞膜系统
低温胁迫下,细胞膜系统感应低温信号并传递到细胞内,促使细胞内环境发生生理生化的变化。随着细胞内环境的变化,脂肪酸不饱和酶被激活,诱导生成大量的不饱和脂肪酸,导致膜的流动性下降。研究表明:控制脂肪酸的不饱和度或不饱和脂肪酸的合成比例对提高植物耐寒性有优势(周瑞莲和赵哈林,2001)。细胞膜的选择性随着温度的降低而降低,部分胞内物质外渗(如有机酸、氨基酸、糖等)。低温胁迫下,检测葡萄、核桃、杏等植物的电导率呈上升趋势(王华 等,2000;艾琳 等,2004;韩玉虎 等,2007)。因此,细胞膜结构和功能的损伤程度可以通过电导法测定外渗液电导率的变化来衡量。
