干旱胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响

摘要

油菜是世界范围内广泛种植的油料作物之一，是最主要的植物蛋白及植物油来源，同时也是我国重要的油料作物之一。中国油菜每年产量1000万吨以上，约占国内油料总产量的40％，然而我国油菜主产区（长江流域），特别是长江上游春旱频发，造成油菜严重减产。因此，为了研究干旱胁迫对油菜蕾薹期生理特性及农艺性状的影响，揭示油菜蕾薹期抗旱机制，为抗旱品种选育及抗旱性鉴定提供理论依据，本试验采用盆栽方式，在遮雨网室对两种抗旱性不同的油菜品种中双10号（抗旱性弱）和94005（抗旱性强）蕾薹期进行干旱胁迫，以各性状的抗旱系数研究油菜相关生理指标及农艺性状的变化，并在此基础上筛选出适用于该区域油菜蕾薹期抗旱性鉴定的指标。结果表明:
　　1.干旱胁迫对油菜光合参数产生影响，表现为:随着干旱时间的延长，两种油菜的叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度抗旱系数均呈下降趋势，下降幅度与胁迫时间成正相关。抗旱性弱的材料气孔限制值、水分利用率抗旱系数分别呈现出上升-下降与一直下降的趋势，抗旱性强的材料则均为上升趋势。
　　2.干旱胁迫下油菜叶片相对含水量、总含水量、自由水含量以及自由水/束缚水抗旱系数均呈下降趋势，而束缚水含量抗旱系数则为上升趋势，这些指标的变化幅度均与处理时间成正相关。
　　3.油菜叶片随着干旱胁迫时间的延长，其总叶绿素含量、叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a/叶绿素b相对值均表现出下降趋势，下降幅度不断增大，且与材料抗旱性成负相关。
　　4.干旱胁迫下油菜叶片中RuBP羧化酶活性与硝酸还原酶活性抗旱系数均随处理时间的延长呈不断下降趋势，抗旱性强的材料下降幅度小于抗旱性弱的材料，而三种抗氧化性酶SOD、POD与CAT活性相对值则先升高后下降，上升幅度与材料抗旱性成正相关，下降幅度则与之相反。
　　5.干旱胁迫下油菜叶片丙二醛含量、细胞膜透性以及脯氨酸含量相对值随干旱时间的增加呈不断上升趋势，其中前两个指标相对值上升幅度与材料抗旱性成负相关，脯氨酸相对值上升幅度则与抗旱性呈正相关。可溶性糖、可溶性蛋白以及根系活力相对值均先上升后下降趋势，抗旱性强的材料增加幅度高于水分敏感型材料。
　　6.干旱复水后农艺性状相关指标与单株产量均受到不同程度影响，油菜株高、茎粗、茎秆干重、叶干重、总根体积、侧根体积、总根干重、侧根干重、侧根数目、一次分枝数、有效角果数、每荚粒数、千粒重以及单株产量抗旱系数均呈现下降趋势，且下降幅度与材料抗旱性成负相关，与胁迫时间成正相关。
　　7.相关分析表明，干旱胁迫下，油菜单株产量与净光合速率、叶片相对含水量、叶绿素含量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/叶绿素b、侧根体积、总根干重以及一次分枝数的抗旱系数呈极显著正相关，与总含水量、RuBP羧化酶活性、硝酸还原酶活性、根系活力、株高、茎粗、茎秆干重、叶干重、总根体积、侧根数目以及有效角果数等指标的抗旱系数呈显著正相关，与细胞膜透性、MDA含量抗旱系数呈显著负相关。
　　8.主成分分析将净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、叶片相对含水量、叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/叶绿素b、RuBP羧化酶、SOD、POD、CAT、MDA、细胞膜透性、可溶性糖、硝酸还原酶、根系活力、株高、茎粗、茎秆干重、叶干重、总根体积、侧根体积、总根干重、侧根数目、一次分枝数、有效角果数以及单株产量划分为第一主成分;将气孔导度、蒸腾速率、水分利用率、总含水量、自由水含量、束缚水含量、自由水/束缚水、脯氨酸、可溶性蛋白、侧根干重、每荚粒数以及千粒重划分为第二主成分。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 国内外研究进展

1．1．1 春旱的危害

1．1．2 油菜的需水规律

1．1．3 干旱胁迫对植物光合性能的影响

1．1．4 干旱胁迫对植物渗透调节能力的影响

1．1．5 干旱胁迫对植物蛋白质合成的影响

1．1．6 干旱胁迫对植物抗氧化酶活性及膜质过氧化作用的影响

1．1．7 干旱胁迫对植物生长发育及产量的影响

1．2 作物抗旱性评价方法研究进展

1．2．1 作物抗旱性评价方法

1．2．2 作物抗旱性评价分析方法

1．3 小结

第二章 引言

2．1 研究目的和意义

2．2 研究内容

2．3 技术路线

第三章 材料与方法

3．1 供试材料

3．2 试验方法

3．3 取样保存

3．4 主要仪器与设备

3．5 测定项目与方法

3．5．1 生理生化指标的测定

3．5．2 产量及基本农艺性状的测定

3．6 数据处理及统计分析方法

第四章 结果与分析

4．1 干旱胁迫对油菜生理生化指标的影响

4．1．1 干旱胁迫对油菜光合参数及水分利用率的影响

4．1．2 干旱胁迫对油菜叶片水分状况的影响

4．1．3 干旱胁迫对油菜叶片叶绿素含量的影响

4．1．4 干旱胁迫对油菜叶片RuBP羧化酶活性的影响

4．1．5 干旱胁迫对油菜叶片保护酶活性的影响

4．1．6 干旱胁迫对油菜叶片丙二醛(MDA)含量的影响

4．1．7 干旱胁迫对油菜叶片质膜相对透性的影响

4．1．8 干旱胁迫对油菜叶片渗透调节能力的影响

4．1．9 干旱胁迫对油菜叶片硝酸还原酶活性的影响

4．1．10 干旱胁迫对油菜根系活力的影响

4．2 干旱胁迫对油菜农艺性状及产量的影响

4．2．1 干旱胁迫对油菜地上部性状的影响

4．2．2 干旱胁迫对油菜根部性状的影响

4．2．3 干旱胁迫对油菜产量及产量因子的影响

4．3 油菜单株产量与各指标的相关性分析

4．4 干旱胁迫下各指标主成分分析

4．5 油菜抗旱机理模式图

第五章 讨论与结论

5．1 讨论

5．2 结论

5．3 本研究的创新之处

5．4 进一步研究内容

参考文献

致谢

硕士学习期间发表论文

参与课题情况