摘要
农业是国民经济发展的重要基石。随着经济的发展，农业面临的挑战也越来越多，资源枯竭和环境风险是当前农业发展中最紧迫的问题，因此人们致力于不断发展农业技术和挑战农业结构。当前，开发深地空间以寻找新的农业种植模式或种植环境是应对上述威胁和挑战的重要举措之一。然而，在探索深地农业新模式的道路上，要面临多种环境胁迫，如高温、高湿和高压强(气体压强)等。其中，深地的高压强因素是难以避免或调节的。当前缺乏针对高压强如何影响作物生长发育的研究，因此需要了解高压强下作物的生理响应，验证压强是否作为一种非生物胁迫并进一步深入探究具体的胁迫规律。 本研究以模式生物本氏烟草(Nicotiana benthamiana)为试验对象，在地下压力舱中模拟深地的高压环境，进行盆栽试验。实验中主要设置了普通环境组，常压高湿组，中压高湿组和高压高湿组，研究测定了本氏烟草各项生长、生理和产量指标。基于试验结果，运用相关性分析法和主成分分析法对多变量进行分析，归纳关键载荷因子，不仅探究了高压高湿环境下本氏烟草生长发育情况，分析了双胁迫下本氏烟草的生理响应，还进一步剥离湿度变量，分析了压强胁迫下本氏烟草的生理响应，探究了压强下的胁迫规律，证明了高压强是一种胁迫，为深地农业发展提供了理论依据。主要结论如下： (1)高压强作为一种胁迫影响着植物的生长发育，可以缓解深地环境中高湿因子造成的本氏烟草体内的胁迫损伤，更高的压强胁迫补偿效应更显著。高湿胁迫会抑制本氏烟草的光合作用，降低脱落酸含量，带来氧化损伤，在此基础上施加中等压强会带来补偿效应，增强植物抗氧化系统，提高抗氧化物酶活性，降低植物体内活性氧水平，来减轻植物所受到的氧化损伤，该补偿效应随着压强的增加而增强，此外更高压强下还会增强各项色素和脱落酸的表达，补偿对光合作用的抑制，增强抗胁迫能力，从而保证植物的生长发育不会受到负面影响。 (2)深地环境下的高压高湿背景会通过影响植物体内各项色素的表达情况来影响植物的光合作用，进而影响植物的干物质积累。深地中的高压高湿环境因压强的高低而具有两面性，较低压强下对植物各项色素表达呈现抑制作用，中压高湿处理下叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿体色素含量分别较普通环境处理组显著下降了35.55%、23.55%和31.23%，而更高压强可以补偿该抑制作用，高压高湿处理下这三项色素含量与普通处理组下的没有显著性差异。在无法避免压强因素的情况下，我们可以选择拥有合适压强背景值的深地空间，最大程度利用压强胁迫规律来进行作物的种植。 (3)深地环境下的高压高湿背景会影响植物体内各类抗氧化物的表达情况，进而带来不同程度的氧化损伤。深地中的高压高湿环境因高压强胁迫的存在，使得植物能有效避免单一高湿胁迫带来的氧化损伤，高压高湿组总超氧化物歧化酶活性叫普通处理组和常压高湿组提高了67.25%和45.86%；在这方面，高压强扮演了重要的正向胁迫角色，带来了积极效应。 (4)深地环境下的高压高湿背景会影响植物体内各项植物激素的表达情况，进而影响植物应对胁迫的能力。深地中的高压高湿环境因高压强胁迫的存在，使得植物的抗胁迫能力得到有效增强，中压高湿组和高压高湿组下脱落酸含量分别是常压高湿组的3.38倍和3.01倍；在这方面，高压强也扮演着重要的正向胁迫角色，带来了积极效应。
NETL