盐分及干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树的影响研究

摘要

台湾海桐(Pittosporumpentandrum)和台湾栾树(Koelreuteriahenryi),可作为防风固沙树种,本课题组前期引进这两树种至闽南沿海沙岸造林,丰富了沿海防护林树种。目前国内有关台湾海桐和台湾栾树的研究几乎是空白。盐碱和干旱是限制沿海地区植物生长的主要环境因素,因此掌握已引进的阔叶树种的耐盐抗旱能力及从机理上了解各树种间耐盐抗旱能力的差异显得尤为重要。采用称重控水法和定量加盐法对台湾海桐和台湾栾树进行盐分胁迫和干旱胁迫,测定其苗高、地径、生物量、根冠比、含水率、光合作用、营养元素含量、丙二醛含量、电导率、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、APX活性、GR活性等指标,探讨台湾海桐和台湾栾树的耐盐和耐旱范围以及耐盐和耐旱机理,为引进树种在沿海地区的造林分布提供科学依据和理论支撑。主要研究结果如下:
　　(1)盐胁迫下,两个树种的高生长量、地径生长量、生物量上均有不同程度的减少,台湾栾树的减少幅度均大于台湾海桐。两植物的根部受盐胁迫的影响更大,随着盐浓度的升高,受盐害的器官逐渐往上部转移。台湾栾树通过抑制地上部分的生长、增大根冠比来适应盐逆境,而相同盐浓度处理的台湾海桐地上部分受抑制的程度较小,其耐盐能力较台湾栾树强。
　　(2)过多的Na+会影响K+在台湾栾树各器官的分配,促进K+由地下部分往地上部分转移。土壤中盐离子的增加会影响Ca2+在台湾海桐不同器官之间的分配和转移。
　　(3)盐胁迫下,台湾海桐幼苗的Pn、Tr和Gs值急剧下降,胞间CO2浓度上升,Ls有所下降但仍维持在较高水平,导致Pn下降的原因是渗透胁迫引起水分亏缺,气孔开度减小,导致台湾海桐Pn下降的主要原因可能是非气孔限制因素。台湾栾树叶中各种光合色素的含量随着盐浓度的升高呈递减趋势,台湾栾树对盐分比较敏感。
　　(4)随着盐浓度的升高,台湾海桐和台湾栾树可溶性蛋白质含量都呈现先升高后降低趋势,两树种拐点分别为盐浓度12g·kg-1和9g·kg-1。两树种脯氨酸含量都呈先升高,当盐浓度大于12g·kg-1时,台湾海桐趋于稳定,而台湾海桐脯氨酸含量急剧下降。台湾海桐对盐胁迫有较强的适应性,其耐盐度范围高于台湾栾树。
　　(5)在低盐胁迫下,台湾海桐叶的SOD、APX、和GR活性与对照相比有所增加,之后随着盐浓度的升高减少,而POD活性急剧升高,之后急剧下降;当盐浓度升高到12g·kg-1时,其SOD活性急剧上升,APX和GR活性变化平缓;当盐浓度继续升高时,其SOD活性下降,POD活性急剧上升。台湾栾树与台湾海桐适应盐胁迫的生理机制有较大差异。
　　(6)台湾海桐和台湾栾树均有一定的耐盐性,其中台湾海桐能忍受的最高盐度是12g·kg-1,台湾栾树能忍受的最高盐度是9g·kg-1;对两树种胁迫过程中的指标进行比较分析,可以判断台湾海桐比台湾栾树更耐盐。
　　(7)干旱胁迫对台湾海桐的影响是促进P、N、K、Na、Fe等元素在台湾海桐内转移,主要是从地上部分向地下部分转移,促进对Ca、Mn、Zn离子的吸收。干旱胁迫对台湾栾树的影响是促进Ca、Mn、Zn等元素的吸收,促进C、K、Na、Cu在体内各器官间转移。
　　(8)干旱胁迫下台湾海桐光合速率下降的原因为非气孔因素。干旱胁迫抑制了台湾海桐光合作用相关酶的活性,从而抑制了光合作用。台湾海桐叶绿素含量不断下降。台湾栾树叶绿素含量呈现先升后降的趋势
　　(9)台湾海桐在干旱胁迫前期和中期电导率变化不大,但到了干旱胁迫后期,轻度胁迫与中度胁迫也大幅升高。胁迫前期和中期台湾海桐脯氨酸、蛋白质含量随着胁迫的加强也呈现上升趋势,胁迫后期,各处理都大幅下降。分析表明台湾栾树无法抵御重度干旱胁迫,但对轻度和中度干旱胁迫具有较强抵抗性。
　　(10)干旱胁迫下,台湾栾树在抗氧化酶机制中清除H2O2主要以CAT占主导地位,中度胁迫时,POD与CAT地位互换,POD成为清除H2O2的主力军。台湾栾树胁迫前期和中期对轻度和重度干旱胁迫下的SOD活性都处在最高位,后期也都普遍下降,当SOD活性下降时,CAT和POD活性都大幅升高。台湾海桐内APX活性具有随时间波状变化趋势,各种酶间存在协同工作关系。
　　(11)台湾海桐和台湾栾树都具有一定的耐旱性,台湾海桐和台湾栾树能忍受的最大干旱程度分别为土壤相对含水量35％和25%。对两树种胁迫过程中的指标进行比较分析,可以判断台湾栾树比台湾海桐更耐旱。

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1前言

1.1台湾栾树和台湾海桐简介

1.2植物盐分胁迫综述

1.3 植物干旱胁迫综述

1.4研究的目的和意义

2材料与方法

试验一：盐分胁迫对台湾海桐和台湾栾树的影响

2.1试验材料

2.2研究方法

试验二：干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树的影响

2.3试验材料

2.4研究方法

2.5数据处理

3. 结果与分析

3.1盐胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗生长的影响

3.2盐胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗营养吸收的影响

3.3盐胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗光合生理的影响

3.4盐胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗膜保护系统的影响

3.5盐胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗活性氧代谢的影响

3.6 干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗生长的影响

3.7干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗营养吸收的影响

3.8干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗光合生理的影响

3.9干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗膜保护系统的影响

3.10干旱胁迫对台湾海桐和台湾栾树幼苗活性氧代谢的影响

4 结论与讨论

4.1结论

4.2 讨论

5参考文献

致谢