111省111市11镇1111项目书项目名称：耐旱大果黑枸杞示范与种植申报人：111项目申报单位：1111科技股份有限公司项目合作单位：1111科学研究院通信地址： 111111电子邮件：111111电话： 111111申报日期： 2014年5月4日一、立项依据（一）我国枸杞产业概况水资源匮乏和水分利用率低是限制我国农业可持续发展的主要因素。

我国枸杞的种植地大部分深居大陆腹地，水资源严重短缺，年平均降水量为292mm，陆地蒸发量大（每年600~1000mm），年平均日照时间相对较长（2200~3100h）。

水资源缺乏(郑国琦和杨爱琴2008)。

据中国气象局推测，预计2010年至2030年，西北每年约缺水200亿立方米。

随着西部大开发进程的持续推进，黄河流域煤炭、电力、石油等能源及重化工工业用水大幅增长，而农牧业、生态、河流输沙和环境用水被大量挤占，黄河上中下游河道普遍淤积加重，部分湿地萎缩，一些支流断流，水资源供需矛盾日益尖锐。

由此看来，水资源短缺已经成为我国尤其是北方地区经济社会发展的严重制约因素。

枸杞（Lycium barbarum）为茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium）多年生落叶灌木。

主要分布在宁夏、内蒙古、新疆等省的干旱、半干旱地区，耐盐和耐旱性较好。

作为栽培作物在宁夏人工种植已有500 余年历史，是我区重要的特色药用植物资源之一。

此外，宁夏枸杞还是唯一被载入《中国药典》的枸杞属植物(国家药典委员会2010)，具有促进免疫、抗氧化、抗辐射、抗肿瘤和抗衰老等保健作用。

近年来随着人们对健康的日益重视，枸杞子消费量迅速增加，种植面积和范围逐年扩大。

据宁夏宁夏新闻网报道，2013年全国枸杞种植面积达150万亩，枸杞行业直接产值70亿元，种植面积和产量稳居世界第一，其中以宁夏、青海、新疆、内蒙古和甘肃等地区种植面积较大。

2011年宁夏枸杞种植面积达到77万亩，约占全国种植面积的51.3%，干果总产量约11万吨，占全国枸杞产量的57.8%，直接产值超过48亿元。

在2012年宁夏农业特色优势产业发展规划中，自治区政府将枸杞产业列入战略性主导产业，并将其排在为农业增效、农民增收和农村经济发展系统工程的第一位，明确了加快枸杞新品种选育与推广的发展目标。

同时，发展规划也指出“要改变当前生产中严重存在的农业生产成本过高，特别是水资源和化肥浪费严重、利用率低、节水农业发展缓慢的现状”，为加快我区农业结构战略性调整步伐，提升农业产业化水平奠定基础。

枸杞生长过程中喜水又怕积水，因此，水分管理在其种植生产中占据重要地位。

目前，我国枸杞种植的水分供给主要以引水灌溉和深井灌溉为主；在有灌溉条件的地区，栽培枸杞的周年灌水次数一般为10次左右, 年灌水量为7350~8250 m3·hm-1 (赵建华等2012)，基本都是大水漫灌。

水资源紧缺是限制枸杞种植面积扩大和产量提高的一个关键因素，但与本区水资源有限、水分利用率低的实际情况构成突出矛盾。

（二）我国黑枸杞产业概况黑枸杞又名苏枸杞（拉丁名：Lycium ruthenicum Murr.）、黑果枸杞、柴杞、“软黄金”。

黑枸杞，茄科（Solanaceae ），枸杞属（Lycium）。

黑枸杞主要出产于青海柴达木盆地，（德令哈、都兰、格尔木等地）生长在海拔2800米-3000米的盆地沙漠地带，海拔高气候干旱、生态环境洁净、无污染。

经测定，黑果枸杞含有17种氨基酸，13种微量元素，其中钙、镁、铜锌、铁的含量也高于红枸杞。

多棘刺灌木，高20-150 厘米。

多分枝，枝条坚硬，常呈之字形弯曲，白色。

叶2-6 片簇生于短枝上，肉质，无柄，条形、条状披针形或圆柱形，长5-30 毫米，顶端钝而圆。

花1-2 朵生于棘刺基部两侧的短枝上；花梗细，长5-10 毫米；花萼狭钟状，长3-4 毫米，2-4 裂；花冠漏斗状，筒部常较檐部裂片长2-3 倍，浅紫色，长1 厘米；雄蕊不等长。

浆果球形，成熟后紫黑色，直径4-9 毫米；种子肾形，褐色。

黑枸杞具有重要的保健和药用价值，具有补肾益精，养肝明目，补血安神，生津止渴，润肺止咳，治肝肾阴亏，腰膝酸软，头晕，目眩，目昏多泪，虚劳咳嗽，消渴，遗精。

黑枸杞为天然野生无污染纯正药材，由于现代农业的发展，高产作物的营养品质下降，特别是作物中的某些矿物质、维生素、生物色素的减少，导致了人们的营养失衡，继而出现“隐形饥饿”的并发症，再加上长期过度施用化肥、农药、生长调节剂使食品营养安全成为出现了很大问题。

黑枸杞是天然补钴剂，钴对人体具有低毒和参与维生素B12组成和刺激造血的作用，黑果枸杞中钴的含量，远高于绿叶蔬菜的含量0.2～0.6ppm(干重)，但该浓度范围尚不会对人体构成毒害威胁，黑果枸杞具有作为单纯意义的补钴剂药物的作用。

同时，黑枸杞是天补镍剂，铬、镍也都是人体所必需的微量元素，但含量较高时会产生中毒现象，铬与人体中糖的代谢，脂质的代谢，蛋白质的合成，核酸代谢等有密切的关系。

黑枸杞中铬的含量比正常牛奶中含量低(5～15ug/ml)，不会对人体产生中毒现象。

镍在人体作为生物配体辅因子，促进肠内三价铁的吸收，黑果枸杞中镍的含量比谷物腌肉蔬菜(0.1～0.3μg/g)中的要高，但该浓度范围也不会对人体构成毒害威胁，因此黑果枸杞又具有作为单纯意义的补镍剂药物作用。

铅、镉都是环境组织严格控制的重金属污染元素，对人体有害而无益，黑枸杞中铅、镉含量较一般植物中的含量(0.5～3.0μg/g)低得多。

传统医学关于黑枸杞的功效论述：黑枸杞能滋补肝肾、益精明目、适用于腰膝酸软、头晕目眩、两眼昏花等症状，藏医药经典《四部医典》、《晶珠本草》等记载黑果枸杞主治心热病、心脏病、月经不调、停经等。

《维吾尔药志》记载维吾尔医常用黑果枸杞果实及根皮治疗尿道结石、癣疥、齿龈出血等症，民间作滋补强壮以及降压药。

现代科学研究证实了上述说法，并且认为黑果枸杞可以降低胆固醇，兴奋大脑神经，增强免疫功能，防治癌症，抗衰老和美容，黑果枸杞提取物可促进细胞免疫功能，增强淋巴细胞增殖及肿瘤坏死因子的生成，对白细胞介素Ⅱ有双向调解作用，能缓解糖尿病患者多饮多食、体重减轻症。

现代医学关于黑枸杞功效的论述：经科学测定黑果枸杞所含维生素和脂肪远高于红果枸杞。

钙、镁、铜、锌、锰、铁、铅、镍、镉、钴、铬、钾、钠各元素对维持人体正常的生理作用具有重要作用，与红枸杞相比，黑枸杞中的铁、钙、镁、锌、铜的含量远高于其平均含量，钾、锰的含量远低于其平均值，钠含量与其基本相当。

黑枸杞最突出的成分为花青素，花青素是很好的色素颜料，更是一种强效的抗氧化剂，可防止过早衰老，增强血管弹性，抑制过敏及炎症，改善关节柔韧性。

癌症也是因自由基毁坏遗传物质(DNA) 而导致的。

借着保护遗传物质，花青素(Anthocyanosides) 将能间接的保护我们对抗癌症。

虽然是长期的，但是花青素(Anthocyanosides)确有间接的保护作用。

而花青素(Anthocyanosides)清除自由基的功效，亦可让癌细胞无法顺利扩散，借此保护更多健康的细胞免于被癌细胞侵蚀。

另一方面有些癌症透过溶解组织和细胞的物质形成肿瘤，这些癌细胞产生溶解脢和蛋白脢，而花青素(Anthocyanosides)能保护蛋白质不受蛋白脢的影响。

利用现代生物技术挖掘作物抗旱节水的关键基因，结合我国黑枸杞特有的抗旱生理学调控机制，充分提高枸杞自身抗旱潜能和水分利用能力，培育抗旱节水的枸杞新品种，对于改变当前黄灌区水资源紧张、农业灌溉水分利用效率低的现状，以及加速我国黑枸杞产业的快速可持续发展具有重要的现实意义。

（三）植物对干旱胁迫分子响应的研究进展和待解决问题从细胞和分子水平上看，植物体内拥有数量丰富的传感器和信号传导通路，可以将感受到的旱胁迫信号通过次级信号分子传递到细胞核(Bhargava and Sawant 2013)，细胞核发出逆境响应指令并系统从转录水平、转录后水平、表观遗传学水平和翻译后修饰水平调控机体应答，最终井然有序表现为生理和结构变化(Bhargava and Sawant 2013; Pardo 2010)，即：迅速产生应激激素ABA（abscisic acid）、关闭气孔、抑制光合作用、降低蒸腾作用、合成保护酶和渗透调节物、抑制细胞的分裂和延伸等。

这一系列过程中，转录水平的变化直接影响其他各水平的作用效果，转录因子（transcription factors，TFs）从中发挥了关键作用(Saibo et al. 2009; Shinozaki and Yamaguchi-Shinozaki 2007)：它能特异的结合不同顺式作用因子，从多个通路传递胁迫信号、产生级联反应并调控机体的胁迫应答。

因此，转录因子参与的转录水平调节是植物应答干旱胁迫机制的关键一环。

受转录因子操控的调节性或功能性基因（蛋白），通过影响气孔开闭、叶绿体或光合作用酶的合成、代谢以调节光合和蒸腾作用抵御旱胁迫；或者通过指导渗透调节物代谢、通道蛋白开闭以维持自身水势适应干旱(Saibo et al. 2009; Shinozaki and Yamaguchi-Shinozaki 2007)。

而维持不同组织中所需的相应水势，在某种程度上也是为了保证光合作用与蒸腾作用间的动态平衡。

从这点上看，解析植物应对旱胁迫的关键切入点是转录因子参与调控的蒸腾作用和光合作用间的动态平衡关系。

植物对旱胁迫的响应始于气孔性限制作用—关闭气孔(Pinheiro and Chaves 2011; Xie et al. 2010)。

干旱会诱导根、茎内迅速合成脱落酸（ABA）并在保卫细胞内或周围积累，MYB类转录因子表达量随之升高，该转录因子通过调节细胞周期蛋白（CYCLINS）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent kinases (CDKs)）等控制气孔属性（大小、密度、开闭等），进而降低光合、蒸腾作用以抵御胁迫(Cominelli et al. 2010)。

随着胁迫时间的延长，非气孔性限制作用对旱胁迫的响应逐渐占据主要地位(Galle et al. 2010)。

干旱和ABA处理直接影响向日葵（Helianthus annuus）HAHB4（HD-Zip类转录因子）的表达，而过表达该基因会下调LHCa（编码PS I组成成分）、PSBx（编码合成叶绿素）等一些列与光合作用相关基因的表达量(Manavella et al. 2008)。

与之类似，旱胁迫下，ZF-HD类转录因子AZF2也作为转录抑制因子抑制光合作用和糖代谢相关基因的表达，并导致植株生长缓慢(Kodaira et al. 2011)。

由此可见，转录因子参与的气孔性调节机制（降低植株蒸腾失水）和光合作用机制（维持稳定碳同化物产出）是植物应对旱胁迫的主要调控措施。