高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉生长和生理生化指标的影响.pdf
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1、 山 东 农 业 科 学():./.收稿日期:基金项目:河南省高等学校重点科研项目()信阳农林学院大别山林业资源创新理论与技术科技创新团队()信阳农林学院林木遗传育种学精品在线开放课程建设项目()作者简介:李文杨()女河南内乡人硕士副教授主要从事经济林丰产栽培及逆境生理研究:.通信作者:尹娟()女河南信阳人硕士副教授主要从事林业资源与环境研究:.高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉生长和生理生化指标的影响李文杨陈亚飞何辉郑伟孙耀清尹娟(信阳农林学院林学院/信阳市林木遗传育种重点实验室河南 信阳)摘要:为给干旱半干旱地区高效种植南方红豆杉提供理论依据本试验以 年生南方红豆杉为材料设置、高温锻炼 后再恢
2、复至 培养的处理组和一直处于 培养的对照()之后对这 个处理同时进行干旱胁迫研究其对南方红豆杉生物量、根冠比和叶片含水量、相对含水量、光合色素含量(叶绿素、叶绿素、类胡萝卜素和叶绿素总含量)、丙二醛()含量及叶片过氧化物酶()、过氧化氢酶()活性的影响 结果表明与 相比干旱胁迫 天时、处理南方红豆杉的叶片含水量、相对含水量及生物量随着温度的上升呈现不断下降的趋势根冠比则不断增大 干旱胁迫 天时 和 高温处理南方红豆杉叶片光合色素含量、活性显著高于 和 处理 含量显著低于 整个干旱胁迫过程中两处理的 活性呈现干旱胁迫前期高后期低的现象 处理南方红豆杉叶片 活性最高其叶片含水量、叶片相对含水量、根
3、冠比、生物量与 相比差异不显著 综之南方红豆杉存在温度和干旱交叉适应现象适宜高温锻炼后的南方红豆杉比未经高温锻炼的更能适应干旱半干旱环境关键词:南方红豆杉高温锻炼干旱胁迫交叉适应性生理生化特征中图分类号:.文献标识号:文章编号:().(/).().()()()().自然界中植物的生长往往会经受多种逆境因子的共同影响 植物在经受住某种逆境后可能会改变自身对其它逆境的敏感性或耐受性这被称为交叉适应性()干旱胁迫处理后孕穗期水稻(.)的抗高温能力提高干旱可诱导茶树()对低温胁迫的交叉适应性热激处理可提高水稻对干旱胁迫的抗性干旱胁迫下高温预处理提高玉米()的抗旱性前期热激处理提高棉花(.)幼苗对后续渐
4、进式土壤干旱的抗性并提高叶片的抗旱能力 可以看出目前对植物交叉适应性的研究主要集中在农作物及部分常见经济林树种对珍稀濒危树种的研究及报道较少南方红豆杉(.)为我国特有的一级重点保护濒危植物生长缓慢分布疆域狭小但树形优美是园林绿化、高级家具和抗癌药物的原料树种 因其优良材性及较高观赏价值和药用利益的驱使红豆杉天然资源遭到严重破坏导致需求短缺因此亟须提高红豆杉的栽培效率和扩大种植区域 而人工锻炼诱导红豆杉产生交叉适应性、提高抗逆性是一种兼顾经济效益、环保与节能的有效措施 本试验对南方红豆杉高温锻炼后(以 培养为对照)再进行干旱胁迫处理观测其生长及生理生化指标的相应变化研究高温锻炼对南方红豆杉抗旱性
5、的影响为珍稀濒危树种保护扩繁及干旱、半干旱地区高效种植南方红豆杉提供科学依据 材料与方法.试验材料试验于 年 月在信阳农林学院林学院所属信阳市林木遗传育种重点实验室开展选择生长健康且修剪株型大小一致的五年生南方红豆杉为材料.试验设计高温锻炼:将供试南方红豆杉分别放置在、的人工气候箱中 后转至 恢复 此为一轮连续重复 次完成高温锻炼以 培养的南方红豆杉为对照组()各处理培养期间光周期和光照强度保持一致均为光照 /黑暗 和光照强度 每个处理 盆每盆 株每个处理重复 次对完成高温锻炼的南方红豆杉进行热害指数评定同时和 一起开始停止供水 当 和处理组土壤含水量达到田间最大持水量的 时记为干旱胁迫第 天
6、并开始取样直到处理组红豆杉叶片出现明显萎焉时结束叶片取样期间共采样 次分别在干旱胁迫第、天 采集的样品液氮速冻后放入 低温冰箱中冷藏用于后期生理生化指标测定第 天全株采样测定南方红豆杉叶片含水量、叶片相对含水量、生物量和根冠比.南方红豆杉热害指数的评定参考李小玲和尹贤贵等的方法制定南方红豆杉热害指数的评定方法 分级标准:级无热害症状级嫩叶叶尖卷曲、发黄级新梢发黄、焦枯级半数以上叶片死亡级整株干枯甚至死亡 热害指数()(各级株数级数)/(最高级数总株数).指标测定及方法叶片含水量和相对含水量采用烘干法测定根冠比参考吴地等的方法测定生物量山 东 农 业 科 学 第 卷参考赵楚等的方法测定 光合色素
7、采用分光光度比色法测定 丙二醛含量参考王晓雯的方法测定过氧化物酶()活性使用北京索莱宝 活性检测试剂盒测定过氧化氢酶()活性使用南京建成生物工程研究所 可见光试剂盒测定.数据处理与分析使用 软件进行数据统计与作图.软件进行差异显著性分析(处理(.)处理(.)可见随着处理温度的升高南方红豆杉热害程度不断加深.高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉叶片水分状况和生物量的影响由表 可知干旱胁迫后南方红豆杉的叶片含水量和相对含水量均受到前期锻炼温度的影响表现为锻炼温度越高其含水量越低 其中 时南方红豆杉的叶片含水量和相对含水量分别为.和.时其叶片含水量和相对含水量与对照()相比分别降了.个和.个百分点但差异均
8、不显著 时其叶片含水量和相对含水量显著下降 分别降至.和.时叶片含水量很低仅为.干旱胁迫处理后各组的根冠比出现差异即随着锻炼温度的升高根冠比逐渐增大:处理南方红豆杉的根冠比与 差异不显著 处理的根冠比与、处理相比差异显著根冠比值比两者分别高出.和.干旱胁迫第 天时 处理南方红豆杉的叶生物量最高比 高.处理叶生物量比 低.处理比 处理叶生物量显著降低.(.)处理茎和根生物量最高但、处理南方红豆杉的茎生物量、根生物量与 相比无显著变化只有叶生物量存在差异因此南方红豆杉植株生物量的积累受到抑制 个处理比 分别降低.、.和.表 干旱胁迫后第 天南方红豆杉的叶片含水量和生物量处理叶片含水量/叶片相对含水
9、量/根冠比叶生物量/茎生物量/根生物量/总生物量/().注:同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(.)下同.高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉叶片光合色素含量的影响.对叶绿素 含量的影响由图 可见随着干旱胁迫时间延长对照()南方红豆杉叶片的叶绿素 含量大致呈先增高后降低趋势 干旱胁迫第、天 与 处理叶片叶绿素 含量均高于 第 天 处理叶片叶绿素 含量比 高.处理比 高.第 天始 处理叶片叶绿素 含量各个采样期均较低与 和、处理相比均显著减少.对叶绿素 含量的影响从图 可以看出干旱胁迫第 天与第 天相比对照()和 处理南方红豆杉叶片叶绿素 含量明显下降分别降低.和.胁迫第 天时 和 处理叶绿素
10、含量最高均与 处理差异显著 干旱胁迫第 天、第 天 和 处理叶片叶绿素 含量均高于 且第 第 期 李文杨等:高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉生长和生理生化指标的影响 天时比 分别高.和.(.)同时间柱上不同小写字母表示处理间差异显著(.)下同图 高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉 叶片叶绿素 含量的影响图 高温锻炼对干旱胁迫下南方红豆杉 叶片叶绿素 含量的影响.对类胡萝卜素含量的影响随着干旱胁迫时间延长对照()和 处理南方红豆杉叶片的类胡萝卜素含量出现先降低后升高再下降的变化趋势(图)干旱胁迫第 天 类胡萝卜素 含 量 显 著 高 于 各 高 温 处 理 组 分 别 高.、.和.第 天时 和 处理的
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