干旱是困擾各國的世界性問題。2011年，法國、德國等歐洲國家遭遇連續(xù)幾個月的干旱，美國的多個州同樣干熱少雨，大西洋兩岸的農(nóng)業(yè)，特別是小麥產(chǎn)量面臨不可避免的損失，直接導致了國際市場小麥價格上漲，再次引發(fā)了國際社會對糧食安全的擔憂。選擇抗旱作物品種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)抵御干旱最主要的生物措施之一，而改良作物抗旱性的首要條件，就是必須了解作物抗旱的原理，鑒定作物在干旱脅迫下的生理生化和分子生物學機制，進而從質(zhì)量、產(chǎn)量和抗旱互補的親本組合中，選育出優(yōu)異的作物品種。因此，把植物生理學和分子生物學的方法相結(jié)合，開展作物抗旱研究具有重大意義。
第一章 作物抗旱基礎(chǔ)
第一節(jié) 作物抗旱性研究
第二節(jié) 作物葉片形態(tài)與抗旱適應(yīng)
第三節(jié) 作物的氣孔調(diào)節(jié)與抗旱
第四節(jié) 作物根系與抗旱適應(yīng)
第二章 作物的滲透調(diào)節(jié)與抗旱
第一節(jié) 滲透調(diào)節(jié)現(xiàn)象及功能
第二節(jié) 滲透調(diào)節(jié)的表現(xiàn)差異
第三節(jié) 滲透調(diào)節(jié)的影響因素
第四節(jié) 滲透調(diào)節(jié)的研究方法
第五節(jié) 滲透調(diào)節(jié)在作物抗旱上的應(yīng)用
第三章 作物的活性氧與抗旱
第一節(jié) 植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生
第二節(jié) 活性氧的產(chǎn)生對植物細胞的傷害
第三節(jié) 活性氧的清除與植物抗旱性
第四節(jié) 植物SOD對環(huán)境的響應(yīng)
第四章 植物多胺代謝與抗旱
第一節(jié) 植物的多胺代謝變化
第二節(jié) 多胺的代謝特性與植物激素
第三節(jié) 多胺的化學性質(zhì)與生物大分子的穩(wěn)定
第四節(jié) 多胺與作物抗旱
第五章 植物激素與抗旱
第一節(jié) ABA的合成、作用與植物干旱反應(yīng)
第二節(jié) 細胞分裂素與植物抗旱
第三節(jié) 其他內(nèi)源激素與植物抗旱
第四節(jié) 激素類物質(zhì)與作物抗旱
第六章 作物的光合作用與抗旱
第一節(jié) 干旱脅迫下光系統(tǒng)的損傷與作物抗旱
第二節(jié) 光合作用的氣孔限制與非氣孔限制
第三節(jié) 干旱脅迫對光合產(chǎn)物形成、積累以及分配的影響
第四節(jié) 干旱脅迫下主要光合基因的表達
甜菜堿由膽堿經(jīng)兩部氧化得到，分別由膽堿單氧化酶（GMO）和甜菜堿醛脫氫酶（BADH）催化。GMO已部分純化定位于葉綠體基質(zhì)中，BADH的主要活性也位于葉綠體基質(zhì)中，但細胞質(zhì)中也存在少量同工酶。甜菜堿在葉綠體中合成，主要分布在葉綠體和細胞質(zhì)中。
甜菜堿具有重要的生理功能，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①維持細胞滲透壓當受鹽堿或干旱脅迫時，細胞質(zhì)中積累大量有機滲透調(diào)節(jié)劑（如甜菜堿），將細胞質(zhì)中的無機滲透調(diào)節(jié)劑擠向液泡，使細胞質(zhì)與細胞內(nèi)、液泡外環(huán)境維持滲透平衡，這樣避免了細胞質(zhì)高濃度無機離子對酶和代謝的毒害。鹽脅迫下植物體內(nèi)甜菜堿的積累是一種有利于植物在脅迫下生長的重要生理現(xiàn)象，其含量與植物耐鹽性呈正相關(guān)。②對酶的保護作用甜菜堿的溶解度很高，不帶凈電荷，其高濃度對許多酶及其他生物大分子沒有影響，甚至有保護作用。甜菜堿可以保護甜菜根細胞膜，防止熱傷害，提高酶熱變性所需的溫度；可以保護菠菜類囊體膜抵御冰凍脅迫；解除高濃度鹽對酶活性的毒害；防止脫水誘導的蛋白質(zhì)熱動力學干擾；對有氧呼吸和能量代謝過程也有良好的保護作用。③抗鹽的持久性甜菜堿在體內(nèi)能迅速合成和積累到很高濃度，其在生物合成的反應(yīng)中沒有反饋抑制，并產(chǎn)生NAOH。在研究過的150多種代謝物中，甜菜堿是最好的滲透調(diào)節(jié)劑，很低濃度的外源甜菜堿就有良好的作用。當脅迫解除后，葉片和根中的脯氨酸含量立即下降，而甜菜堿的含量基本上保持穩(wěn)定。這說明脯氨酸的積累是植物對脅迫的暫時反應(yīng)，而甜菜堿的積累則可能是永久性或半永久性的。甜菜堿代謝緩慢的特點，說明甜菜堿代謝調(diào)節(jié)主要受合成決定。④影響無機離子的分布大麥在鹽脅迫下可以積累甜菜堿。
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