无芒隐子草（Cleistogenes songorica）的抗旱性研究

摘要

无芒隐子草(Cleistogenes songorica)是我国西北地区荒漠草地的重要野生牧草，在保护和维持当地生态环境，发展畜牧业生产等方面具有重要作用。本研究以无芒隐子草为材料，以高羊茅(Festuca arundinacea)为对照，盆栽实验与田间试验相结合，研究了干旱胁迫对无芒隐子草生长及生理的影响。 试验表明，90天的盆栽试验期内，在间隔9天浇水形成的相对干旱条件下，无芒隐子草表现出较好的长势，其茎叶干重较间隔3天和6天浇水处理的同种植物显著增加，并高于同等条件下的高羊茅。当两种参试植物均达到干旱性永久萎蔫时，间隔9天浇水处理的无芒隐子草茎叶生长量、相对含水量与叶绿素含量均显著高于干旱胁迫较轻的同种植物和同等干旱条件下的高羊茅植株。 在持续干旱胁迫下，无芒隐子草的土壤容积含水量、叶片相对含水量均比高羊茅下降缓慢；叶片与根系的质膜透性和MDA含量不同程度上升，二者在植株叶片和根系中均呈显著正相关。无芒隐子草可溶性蛋白质含量、SOD，POD，CAT等三种抗氧化酶活性均表现出先升后降的趋势，根系的这种生理变化要早于叶片，且高羊茅比无芒隐子草表现得更快、更早。无芒隐子草和高羊茅的地上、地下部分中的总可溶性糖、蔗糖、果糖等含量均随断水天数的增加而上升。无芒隐子草叶片与根系中的K+、Ca2+、Mg2+含量则持续上升，其中，叶片与根系中三种离子积累的绝对量为K+>Ca2+>Mg2+。但无芒隐子草体内的氨基酸与脯氨酸含量无明显变化。 在干旱胁迫下，可溶性糖总糖是无芒隐子草的叶片和根系积累的渗透调节物质，其中蔗糖和果糖是干旱胁迫下可溶性总糖积累的主要形式；与无芒隐子草相比，氨基酸与脯氨酸是高羊茅积累的渗透调节物质，脯氨酸含量的上升可能是氨基酸积累最主要的原因；K+是无芒隐子草叶片和根系中进行渗透调节的主要物质，叶片是积累K+主要的器官。 当植物出现干旱性永久表观萎蔫时，无芒隐子草和高羊茅的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和表观量子效率均显著低于，细胞问隙CO2浓度和光补偿点则显著高于，无干旱胁迫的植株，其中无芒隐子草的净光合速率、水分利用效率、表观量子效率高于高羊茅，而蒸腾速率、光饱和点低于高羊茅，说明无芒隐子草光合效率与水分利用效率均高于高羊茅，结果在田间试验中也得到了证实。综合本实验所获结果，可以认为：在干旱胁迫环境下，无芒隐子草比高羊茅表现出更强的抗旱特性。

目录

文摘

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第一章前言

第二章文献回顾

2.1无芒隐子草研究进展

2.1.1形态特征

2.1.2地理分布与饲用价值

2.1.3繁殖与利用

2.1.4生理学

2.2干旱对植物的影响

2.2.1渗透调节物质发生变化

2.2.2活性氧增加

2.2.3光合作用受到抑制

2.2.4水分利用效率受到影响

2.2.5植株个体形态发生变化

2.3植物耐干旱胁迫的机理

2.3.1气孔调控

2.3.2渗透调节

2.3.3抗氧化防御系统

2.4产生干旱胁迫的方法

2.4.1天然降雨法

2.4.2生长箱或人工气候室法

2.4.3土壤干旱胁迫法

2.4.4高渗溶液法

2.4.5大气干旱法

2.5抗旱评价指标

2.5.1形态指标

2.5.2生理指标

2.5.3生化指标

2.5.4综合指标

第三章材料与方法

3.1种子

3.2盆栽试验

3.2.1干旱胁迫的适应性测定

3.2.2渗透调节物质、膜系统对土壤干旱胁迫的生理响应测定

3.2.3干旱胁迫下的光合特性测定

3.2.4测定项目方法

3.3栽培草地试验

3.3.1试验地概况

3.3.2试验设计

3.3.3测定项目与方法

3.4天然草地试验

3.4.1试验地概况

3.4.2试验设计

3.4.3测定项目与方法

3.5统计分析

第四章结果

4.1无芒隐子草对干旱胁迫的适应性

4.1.1生物量与冠根比

4.1.2断水后的生物量、叶片相对含水量和叶绿素含量

4.2无芒隐子草渗调物质、膜系统对土壤干旱胁迫的响应

4.2.1土壤容积含水量

4.2.2叶片相对含水量

4.2.3根系活力

4.2.4质膜透性

4.2.5 MDA含量

4.2.6可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性

4.2.7可溶性总糖含量

4.2.8蔗糖含量

4.2.9果糖含量

4.2.10葡萄糖含量

4.2.11各种糖在总糖中的比例

4.2.12氨基酸和脯氨酸含量

4.2.12 K+、Ca2+、Mg2+含量

4.2.13 K+、Ca2+、Mg2+的变化量

4.3无芒隐子草在土壤干旱胁迫下的光合特性

4.3.1叶片相对含水量

4.3.2光合速率和呼吸速率

4.3.3蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙C02浓度

4.3.4水分利用效率

4.3.5光补偿点与表观量子效率

4.4田间条件下无芒隐子草叶片δ13C值

第五章讨论

5.1干旱胁迫对无芒隐子草生长的影响

5.2干旱胁迫对无芒隐子草生理的影响

5.3干旱胁迫对无芒隐子草光合特性的影响

5.4温室试验与野外试验的关系

5.5进一步研究的内容

5.6结论

参考文献

致谢