荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力对干旱胁迫的响应开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.课题的研究意义

干旱是影响植物生长发育及分布的主要非生物胁迫因子之一^[1]，近几年来由于全球气候变暖加剧和城镇化进程的加快，水资源日益紧缺，植物的生长发育面临挑战。水作为植物体不可或缺的成分，在植物的生长过程中起关键作用。植物遭遇缺水时，体内的生理和生化过程如光合作用、蒸腾作用和次生代谢等都会受到一定影响，致使植物不能完成正常生长发育过程，严重还会致其死亡^[2]。当植物面临干旱时，会通过生理调节来适应和抵抗不良环境，其生理调节主要包括两方面，一是通过渗透调节来增加细胞内的渗透调节物质，降低细胞内水势，调节细胞液浓度，维持细胞内外的渗透压平衡；二是通过抗氧化酶系统的调节和抗氧化物质的积累来增强细胞的抗氧化活性，从而快速清除因干旱产生的活性氧等有害物质^[3]。

荆芥（schizonepeta tenuifoliabriq.）为唇形科植物，以全草或花穗入药，也可炮制加工成荆芥炭，全草及花穗可用于治疗感冒、头痛、麻疹等症，荆芥炭可用于止血。现代药理研究表明，荆芥具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等作用，且荆芥提取物还具有较好的抗氧化活性^[4-5]，对目前难以治愈、易发于儿童的肠病毒（ev71）呈抗病毒作用^[6]。荆芥广泛栽培于全国各地，其主要种植产区为东北和华北地区，其中中国的华北地区近60年内干旱地区逐渐增加，旱灾受灾面积占全国受灾面积最高^[7-8]。而荆芥在水分亏缺环境下，其生理和生化过程会受何影响，如何来适应缺水环境值得关注。目前荆芥的研究主要在炮制加工、药理作用和临床应用等方面^[9]，关于荆芥在干旱胁迫下的响应报道较少，本试验以荆芥为材料，采用盆栽控水试验，以其生长、渗透调节物质、抗氧化酶活性、总酚和总黄酮含量为指标，探究荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力对不同干旱程度[基质相对含水量分别为5%~10%（重度干旱）、45%~50%（中度干旱）和85%~90%（正常灌溉）]和不同干旱时间[（15 d、30 d和45 d）]下的响应，分析荆芥对干旱胁迫的生理和生化响应特征，为探讨干旱胁迫对荆芥生长、生理的影响以及荆芥的规范化栽培中的用水管理奠定理论基础。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标、内容和拟解决的关键问题

1.1 研究目标

3. 研究的方法与方案

2 研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

2.1研究方法与测定指标

试验分别于干旱胁迫处理后的15 d、30 d、45 d进行取样。

4. 研究创新点

3 创新之处

传统中药材荆芥的研究主要在炮制加工、药理作用和临床应用等方面，而在缺水逆境条件下荆芥的生长与生理响应研究报道较少。已有的报道中测定的指标多集中在生长与渗透调节能力方面，本试验同时结合了抗氧化能力和总酚、总黄酮含量等多个指标进行测定，且在不同的胁迫时间下对荆芥的耐旱性进行综合分析，更全面合理的探讨荆芥对干旱胁迫的适应机制与生理生化响应，本研究为荆芥的规范化栽培和用水管理提供依据。

5. 研究计划与进展

4 项目研究计划及预期进展

本研究预期在12个月内完成：2019年4月—2020年5月

2019年4月—2019年5月：日光温室培养荆芥，进行预实验及干旱胁迫处理，观察植株生长状况，筛选适宜干旱胁迫处理时间，同时开展干旱处理。