福建山樱花和日本樱花对干旱胁迫的生理响应研究

摘要

本研究以1年生的福建山樱花和日本樱花实生苗为试材，设置对照（CK），轻度干旱胁迫（LS），中度干旱胁迫（MS）和重度干旱胁迫（HS）四种水分处理，通过人工模拟水分胁迫下的抗旱性研究和不同水分梯度处理，测定相关生理生化指标、叶绿素荧光参数指标和内源激素，通过对测得指标进行方差分析和因子分析，并结合两种樱花在干旱胁迫下的外部形态变化进行综合评价，探讨两种樱花的适应机制，为提高樱花类植物抗性提供理论依据，具体研究结果如下：
　　(1)干旱胁迫下两个樱花树种生长形态的变化
　　干旱胁迫抑制樱花苗期个体生长和生物量的分配。其中，中度干旱胁迫下，福建山樱花比日本樱花生长受到更为严重的抑制。然而在重度干旱胁迫下，老叶枯萎，新叶皱缩，植株呈半致死状态。随着胁迫的加剧，两种樱花叶片含水量和叶绿素含量指标明显下降，在整个干旱胁迫期间，与抗旱性较差的福建山樱花相比，抗旱性强的日本樱花有相对较高的叶绿素含量和叶片含水量。
　　(2)干旱胁迫下两个樱花树种渗透调节物质的变化
　　干旱胁迫下，两个樱花树种叶片中的的可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白的含量均随着干旱程度的增加与胁迫时间的延长而增加，但在重度胁迫下两个樱花树种叶片中的可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖含量则是随着干旱时间的延长而出现“先升后降”的趋势，在中度、重度胁迫初期福建山樱花的可溶性糖含量略高于日本樱花。福建山樱花在第15天前后脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量出现峰值，日本樱花脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量出现峰值总的来说相对滞后，之后开始均下降且日本樱花的下降幅度低于福建山樱花。
　　(3)干旱胁迫下两个樱花膜脂透性、膜脂过氧化程度及保护酶的变化
　　干旱胁迫导致两个樱花苗树种的叶片的相对电导率和MDA含量显著增加，且随着胁迫的加剧，其含量上升幅度增加。在轻度和中度干旱胁迫下，两个樱花树种叶片中的SOD、CAT两种保护酶活性均高于正常生长条件下的活性，并且随着胁迫程度的增加活性增强，随着胁迫时间的延长而呈“先升后降”的趋势，在中度胁迫下，福建山樱花和日本樱花随着胁迫时间的延长SOD的活性逐渐的升高，在胁迫20d时达到最高，在重度干旱胁迫下，两树种随着胁迫时间的增加SOD的活性在第15天时达到最高，之后随着胁迫时间的延长则呈现下降的趋势。.在重度干旱胁迫下，种随着胁迫时间的增加CAT的活性福建山樱花在第10天时达到最高，而日本樱花在第15d天时达到最高，之后随着胁迫时间的延长则呈现下降的趋势。
　　(4)干旱胁迫下两个樱花内源激素指标的变化
　　日本樱花中抑制生长并作为信号物质的ABA含量在第20d和25d具有较高的上升水平，而促进生长的IAA下降幅度大，在轻度和中度胁迫下IAA、GA3含量都有先上升后下降的变化趋势。且含量相对较低。同时，干旱胁迫后多数时期日本樱花中IAA、GA3含量高于福建山樱花，说明内源激素含量及变化差异在一定程度上影响樱花苗木的抗旱性。
　　(5)干旱胁迫下两个樱花叶绿素荧光指标的变化
　　两个樱花叶片在干旱胁迫的同时对樱花叶片的光合电子传递和光能转化造成影响。干旱胁迫下，与CK相比，随着时间的延长，两树种的Yield、Fv/Fm及qP变化趋势相似。都呈现下降的趋势，且胁迫的程度越高，下降的幅度越大。但在相同的时间内，随着干旱胁迫程度的增加，这三个指标的比值是呈现的是下降的趋势；在相同的干旱胁迫下，随着胁迫程度的增加，其的比值也逐渐的降低。在干旱处理处理初期，两树种的Yield、Fv/Fm及qP缓慢下降。干旱胁迫持续处理25d以后，与对照组相比，两树种表现出明显的降低。
　　(6)干旱胁迫下两个樱花树种综合评价
　　用因子分析法对两种樱花树种苗期耐旱性进行综合评定，结果发现在中度和重度干旱胁迫下，两个樱花树种的综合得分值排名为：日本樱花﹥福建山樱花。
　　(7)复水
　　不同程度干旱处理复水后，福建山樱花和日本樱花都得到不同程度的恢复。不同胁迫时间复水后日本樱花的相对含水量在干旱胁迫第20天复水后相对含水量出现超补偿现象，恢复幅度大于福建山樱花；另外干旱胁迫对福建山樱花叶绿体伤害较大，其叶绿素恢复能力较弱，恢复需要较长时间；福建山樱花和日本樱花复水后的相对电导率、MDA均保持在较高的水平上，表明适当干旱胁迫可提高两种樱花的抗旱性,保护酶系统在复水后的恢复能力不显著(P<0.01)。
　　鉴于上述研究结果，发现在一年生福建山樱花和日本樱花中，福建山樱花弱于日本樱花的抗旱性，可为今后这两种樱花植物引种提供一定的理论依据。

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1引言

1.1本研究工作的目的和意义

1.2樱属植物研究的现状

1.3植物抗旱机理的研究进展

1.4植物抗旱性的评价方法

1.5 拟解决的关键问题

2实验材料与方法

2.1福建山樱花与日本樱花对水分胁迫及复水的生理生化响应

3干旱胁迫结果与分析

3.1干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花形态指标的影响

3.2干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花叶片含水量的影响

3.3干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花叶绿素含量的影响

3.4干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花叶片细胞膜系统的影响

3.5干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花叶片渗透物质调节的影响

3.6干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花叶片保护酶活性的影响

3.7 干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花内源激素的影响

3.8 干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花叶绿素荧光参数的影响

3.9干旱胁迫对福建山樱花和日本樱花各生理因子分析及综合评价

4干旱胁迫复水后结果分析

4.1叶片相对含水量

4.2叶绿素含量

4.3相对电导率

4.4 MDA含量

4.5 SOD活性

4.6 CAT活性

5 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

参考文献

致谢