冻融及碱性盐胁迫下黑麦草幼苗的生理响应特征

作     者：巩泽 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：包国章

授予年度：2018年

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：黑麦草 冻融 碱性盐 胁迫 抗氧化酶 光合特性 

摘      要：我国东北地区存在大面积的盐碱地,且以碱性盐为主,同时又是冻融多发地带。对植物而言,冻融和盐碱胁迫均会引起植物生理生态特征的改变。本研究以冬牧70黑麦草(Secale cerale.L ***-70)为实验材料,探讨碱性盐胁迫、冻融伤害及冻融恢复期间黑麦草幼苗非光合生理(渗透调节物质、细胞膜脂过氧化水平、抗氧化酶活性)变化和冻融恢复期间其光合生理的变化,从而了解冬牧70黑麦草幼苗在冻融及碱性盐胁迫下的适应性特征,为冬牧70黑麦草在我国东北地区的种植提供理论依据。本研究测定的指标有:相对含水量(RWC)、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)、过氧化氢(HO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、细胞间隙CO浓度(Ci)、气孔导度(gs)和水分利用效率(WUE)。研究结果如下:对黑麦草幼苗非光合生理响应变化的研究结果表明,碱性盐胁迫造成黑麦草幼苗叶片的RWC下降,MDA和HO含量及APX、SOD、CAT和POD活性升高。冻结阶段,冻融组和冻融及碱性盐复合胁迫组中黑麦草幼苗的RWC下降,在-5℃达到最小值,MDA和脯氨酸含量及APX、SOD和POD活性升高,在-5℃达到最大值。复合胁迫组中HO含量和CAT活性在0℃达到最大值,表明温度为0℃5℃时幼苗受到的伤害最大,此时细胞水分结冰,细胞发生脱水,植物受害严重。融解阶段,冻融组和复合胁迫组中叶片RWC呈先降低再升高的变化趋势,脯氨酸、MDA含量和SOD活性随温度升高而下降,HO含量和APX活性在0℃(T5)降低,在之后的融解过程中没有显著性变化。除10℃(T1和T7)外,黑麦草幼苗叶片中脯氨酸、MDA和HO含量及APX、SOD和POD活性大致呈复合胁迫组冻融组碱性盐组对照的趋势变化,复合胁迫下幼苗受害最严重。冻融恢复期,冻融和复合胁迫处理过的黑麦草幼苗叶片,其RWC和可溶性蛋白含量降低,冻融恢复至第6天时,叶片中MDA和脯氨酸含量及APX、CAT、SOD、POD活性依然高于对照,表明恢复6d时冻融对幼苗的伤害依然存在,但是有所缓解。皮尔森相关分析显示无论是冻融组还是复合胁迫组,黑麦草幼苗叶片中CAT与HO都具有显著相关性(P0.05),CAT是清除HO的主要抗氧化酶。对黑麦草幼苗光合生理特征变化的研究结果表明,冻融恢复期,碱性盐、冻融和复合胁迫处理后黑麦草幼苗叶片的A、E、WUE和gs值均降低,Ci升高,表明以上胁迫均会损伤黑麦草的光合结构从而造成光合速率降低。相关分析显示,单一冻融处理后叶片的A与E具有显著相关性(P0.05),复合胁迫处理后黑麦草幼苗叶片的gs与A和E具有显著相关性(P0.05)。冻融恢复至第6d时,A值呈复合胁迫组冻融组碱性盐组对照的趋势变化。