白三叶草苗期土壤干旱胁迫生理生化特性研究

摘要

白三叶(Trifilium repens L)是三叶草属豆科植物。白三叶蛋白质含量高，营养丰富，是优质牧草。白三叶草姿美、颜色绿、绿色期长，也是草坪草的骨干草种之一。白三叶具有固氮能力，种植白三叶可提高土壤肥力、增加地面覆盖、控制杂草生长、保持土壤温度、减少土壤侵蚀。 中国是一个畜牧业发展比较落后的国家，畜牧业发展潜力大，加上城市化建设在快速前进，新农村建设也在逐步推进，三叶草作为优良的牧草和草坪草，具有良好的推广前景。但是白三叶的生态幅比较狭窄，抗逆性不强，喜温暖湿润的气候，不耐干旱和长期积水。推动白三叶产业的发展，需要对三叶草进行更多的基础性的研究。 本文以阿根廷白三叶为研究材料，以大容量(16L)盆钵置于敞棚中断水处理模拟土壤自然干旱，研究白三叶草在干旱过程中的生理生化变化规律。按干旱处理时间进程测定白三叶幼苗期生长、生理指标变化，测定白三叶抗氧化酶活性变化；研究干旱后(50％萎蔫)抗氧化酶同工酶谱变化。研究白三叶草在干旱胁迫下的生理生化响应，进一步了解白三叶的抗旱性特征和生态适应性。以便利用干旱胁迫下草坪草的生理生化响映情况来指导节水灌溉工作，为白三叶草坪草的干旱期间的田间管理与抗旱性的改良提供基础理论依据。希望为白三叶草的利用和推广做些基础理论工作。 通过盆钵(瓦质)断水处理栽种三叶草，模拟土壤自然干旱，当断水处理至19天时，观察到部分老叶出现萎焉，三叶草叶片颜色逐渐变成青灰色，且无光泽。干旱处理27天时，50％左右的植株出现的萎蔫。对白三叶苗期进行生长及其生理生化特性的研究，试验结果如下： 1.断水处理后白三叶日均生长率由1.6mm/day逐渐减小，15天后生长渐微，处理20天后基本停止；而对照试验期间后15天日均生长率略高，达到2.0mm/day。白三叶草苗期根系发达，具有较高的根冠比(0.3左右)。干旱处理后根冠比逐渐上升，断水处理20天后根冠比出现较显著变化，第30天时，根冠比增加了20％；对照植株根冠比相对稳定在0.3左右。 2.随着处理时间延长，三叶草叶片的相对含水量逐渐减小，水分饱和亏缺逐渐增大，叶片中叶绿体色素总含量呈现下降趋势，断水处理30天后，叶绿体色素下降了26％，但类胡萝卜素的含量变化不明显，有微量上升。可溶性糖含量从处理15天后开始上升，第25天左右达到峰值，浓度增加一倍多。脯氨酸和丙二醛在细胞中的浓度均随着干旱胁迫的延长而大幅度升高，达到峰值时，脯氨酸升高了6倍，丙二醛升高了3倍。脯氨酸含量第20天附近达到峰值，丙二醛含量第25天附近达到峰值；达到峰值后二者均有下降趋势。 3.苗期白三叶根中的SOD和POD活性均要高于叶中SOD和POD的活性，两种酶均至少高出一倍。随着干旱程度的增加，在断水处理第15天后，根和叶中的SOD和POD活性均急剧上升。但在根中的SOD活性上升要略早于叶。随着土壤含水量逐渐降低，土壤干旱越来越重，至第25天左右时，根叶中的SOD酶和POD酶的活性达到高峰，高峰时SOD和POD活性均是对照的3倍以上。尔后又成下降趋势，到第30天时，回落到断水处理开始的水平。对照中SOD和POD活性几乎没有什么变化。 苗期白三叶根叶中CAT活性随着土壤的干旱程度的增加，活性变化明显。与对照根叶相比，CAT活性并没有多大差异。值得注意的是，干旱处理20天以后，白三叶草根叶中的CAT活性有逐渐变弱的迹象。 4.断水处理27天即植株出现50％萎蔫时超氧化物歧化酶(SOD)电泳图谱与对照相比，可以看出白三叶根、茎、叶中超氧化物歧化酶(SOD)同工酶谱没有差异，但明显可以看出处理样谱带颜色较深，即SOD活性在干旱胁迫中增大。POD同工酶电泳显示，干旱胁迫致使POD酶谱变化较大。根在干旱胁迫后，与对照比较，有三条带(Rf=0.08，0.21，0.39)颜色变深，活性增强。但有一条区区带(Rf=0.34)相较于对照，活性下降较多。茎叶特异谱带(Rf=0.56)活性微弱，干旱处理样中消失。根茎叶一条共有谱带(Rf=0.08)在处理和对照中活性都很微弱，但明显可以看出干旱处理后谱带变亮，活性增强。CAT同工酶电泳显示，三叶苗期根、茎和叶中均只出现了1条相同的酶谱区带。但干旱胁迫后，相较于对照，根茎叶中的CAT活性都有减弱了。 根据电泳图谱可以初步认为，苗期白三叶随着发育生长，SOD、POD同工酶谱发生了变化，对同一部位，有些同工酶消失，有些同工酶活性增强或减弱。此外明显可以得出的一个结论是SOD、POD同工酶谱在根茎叶中差别大。这两点CAT都是例外，因为CAT在根茎叶中都仅有一条谱带。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词表

声明

第1章 文献综述

1.1 白三叶研究现状概况

1.2 白三叶的研究进展

1.3 植物抗旱性研究概况

第2章 绪论

2.1 研究的目的与意义

2.2 技术路线

第3章 材料与方法

3.1 试验材料

3.2 试验方法

第4章 结果与分析

4.1 土壤自然干旱对三叶草幼苗生长和生理的影响

4.2 干旱胁迫对白三叶根茎叶POD、SOD、CAT酶谱的影响

第5章 讨论

5.1 干旱胁迫与植物生理生化变化

5.2 干旱胁迫与抗氧化酶类(SOD，POD，CAT)活性及同工酶谱

第6章 结论

6.1 白三叶干旱进程中根冠比和日均生长率变化：

6.2 白三叶干旱进程中生理生化指标变化

6.3 白三叶干旱进程中抗氧化酶类(SOD，POD，CAT)活性

6.4 白三叶干旱进程中抗氧化酶类(SOD，POD，CAT)活性及同工酶谱变化

参考文献

致谢