花生是种植面积仅次于油菜的我国重要的油料作物,占油料作物栽培面积的1/4,总产位居全国油料作物之首,占到50%以上。由于花生耐旱耐瘠性较强,因此成为干旱、半干旱雨养区农业生产中的首选作物。在中国及世界各地,花生通常种植在沙壤土或缺乏灌溉条件的地区,花生的种植区大多数都存在着生长季节降雨量分布不均匀,并且年度、月份间波动较大的问题。虽然相比其他作物来说,花生耐旱性较强,但是在花生生长的需水关键期,水分的缺乏同样会对花生的生长发育造成严重的甚至是不可逆的抑制。据统计,我国有70%的花生种植面积受到干旱威胁,每年由此造成的产量损失达到30%~50%。与此同时,干旱还导致品质下降,黄曲霉污染的几率大大增加。因此,干旱胁迫是限制花生产量和质量提高的最重要的非生物胁迫因子。本研究,选择了5个抗旱性不同的花生品种,分别在苗期和结荚期对其进行干旱及复水处理,研究其植株性状、光合特性、渗透调节功能、脯氨酸代谢途径、抗氧化特性、荚果和籽仁品质等性状的变化,明确了不同花生品种的抗旱机理,对于花生种质资源的抗旱性鉴定和评价,挖掘不同花生品种的优势抗旱性状,加强抗旱育种的针对性和节水栽培的有效性具有指导作用。试验于2013-2014年在山东农业大学农学试验站进行,主要研究结果如下:1.不同花生品种生物量(产量)与抗旱性表现抗旱系数是受到干旱胁迫的作物产量与未受到干旱胁迫的对照的作物产量的比值,它是目前抗旱性鉴定评价工作中应用较广的评价标准。以抗旱系数法评价5个品种的抗旱性结果发现,5个品种在苗期干旱和结荚期干旱复水处理后的抗旱性表现一致,抗旱性大小依次为荔浦大花生>山花11>花育20>ICG6848>花17。苗期和结荚期干旱处理后立即对5个品种的抗旱性进行鉴定的结果与此差异很大,说明干旱胁迫后的花生植株在干旱复水后都有补偿效应。实际生产中干旱的发生通常是间歇性的,应该对干旱复水后的补偿效应加以重视。2.生物量与收获指数对结荚期干旱胁迫及复水的响应差异荔浦大花生抗旱性最强是因为它在干旱胁迫后生物量没有显著变化,而收获指数升高。而花17由于茎重百分比升高,在干旱解除后无法再分配,造成对同化物的浪费,同时生物量显著降低,收获指数显著降低,因此它的产量显著降低,抗旱系数表现为最低。3.植株性状对干旱胁迫及复水的响应差异在所考察的植株性状中,苗期和结荚期干旱胁迫都对侧枝长的影响最显著。不同花生品种的主茎节数在不同的水分环境中相对稳定。主茎绿叶数受结荚期干旱胁迫影响较大,除山花11以外的4个花生品种,在结荚期干旱复水后主茎绿叶数与对照的比值显著升高,说明干旱胁迫延长了它们的生育时期。由于在花生生产中第一对侧枝的生长发育状况直接影响到植株整体开花结果的数量,因此侧枝长的变化也是干旱胁迫对花生产量影响的一个方面。就品种而言,苗期干旱胁迫复水后山花11和ICG6848的侧枝生长恢复较好;结荚期干旱胁迫复水后荔浦大花生的侧枝长与对照接近。而花17在苗期和结荚期干旱胁迫时,侧枝长受到的抑制在5个品种中都是最小的,但是干旱复水以后,它的补偿效应最低,生长恢复程度最小。4.光合特性对干旱胁迫及复水的响应差异苗期干旱胁迫并没有对花生的光合特性造成不可逆的抑制,5个花生品种在苗期干旱胁迫时光合特性和主要荧光参数都下降,而复水以后它们大多表现出小幅超补偿效应。SPAD值在苗期不同水分环境中表现稳定。说明苗期适度干旱反而可能对产量的增加有促进作用。结荚期光合器官及光合代谢过程对水分敏感,结荚期干旱胁迫使5个花生品种叶片SPAD值升高,复水后又下降,抗旱性较弱的ICG6848和花17的光合性能、荧光参数在干旱时下降,复水以后没有完全恢复到对照水平,这是它们抗旱性较低的生理基础。5.渗透调节对干旱胁迫及复水的响应差异脯氨酸、可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白在干旱胁迫时均在不同程度地发挥渗透调节作用,在这4种有机渗透调节物质中,脯氨酸是最主要的渗透调节物质。苗期,抗旱性强的荔浦大花生和山花11,抗旱性中等的花育20叶片中渗透调节物质对干旱胁迫的响应较敏感快速,并且在复水后都能快速恢复到对照水平,这是它们在复水后生长恢复较好,抗旱性提高的一个原因。而抗旱性弱的ICG6848和花17的渗透调节物质的含量在复水后没有及时恢复到对照水平,因此其生长发育相对缓慢,表现为较低的抗旱性。结荚期干旱复水后,抗旱性强的品种中脯氨酸含量仍然高于对照,这使花生能够较好地减缓生长中后期其他潜在的环境胁迫所带来的损伤,有利于产量的形成。而抗旱性弱的花生品种复水后叶片中可溶性糖的含量较高,说明同化物无法顺利输送到荚果,不利于荚果的发育成熟,产量降低,抗旱性降低。6.脯氨酸代谢对干旱胁迫及复水的响应差异脯氨酸的合成主要包括鸟氨酸途径和谷氨酸途径两条途径。前者的关键酶为P5CS,后者的关键酶为δ-OAT。PDH是植物体内控制脯氨酸降解的关键酶。不同生育时期的干旱胁迫诱导的脯氨酸代谢途径有所不同。苗期干旱胁迫脯氨酸含量的升高主要由于P5CS的活性增大。结荚期时,花生叶片中脯氨酸含量的变化主要是由OAT和PDH活性相应变化,协同作用的结果。7.抗氧化特性对干旱胁迫及复水的响应差异干旱胁迫使各花生品种的超氧化物清除相关酶如SOD、POD和CAT活性有不同程度提高。苗期干旱胁迫复水后,较高的POD、CAT活性与花生较高抗旱性的获得有关。而结荚期干旱复水后,较高的SOD、CAT活性对花生中后期的生长恢复有利,也有利于缓解其他潜在环境胁迫的损伤,从而有利于荚果产量的形成,是花生品种获得较高抗旱性的一个重要原因。8.品质对结荚期干旱胁迫及复水的响应差异结荚期干旱胁迫后,荔浦大花生的产量升高是通过增加荚果数、提高总的饱果重,减少秕果数、降低总秕果重实现的。其余4个花生品种在干旱胁迫后产量降低,主要是由于荚果和籽仁重量的降低导致的。只有花育20在干旱胁迫后籽仁中粗蛋白和氨基酸含量升高,其余品种均降低,荔浦大花生和花育20籽仁中三种限制性氨基酸的比例有所升高。五个花生品种在干旱胁迫后含油量均降低,除花17以外,油亚比均升高。说明花生籽仁品质的变化与品种抗旱性大小不相关。