不同种源加勒比松生长及耐寒相关生理特性

摘要

加勒比松（Pinus caribaea）是世界上重要的工业原料林树种，筛选速生、耐寒的加勒比松种源是当前良种选育的重点。本研究以来自古巴加勒比松（PCC）、巴哈马加勒比松（PCB）、洪都拉斯加勒比松（PCH）的16个加勒比松种源为研究对象，选取湿地松4个种源为对照，分别于广东的乐昌、陆河和阳东营建种源测定林，广州设置盆栽试验。种源测定林中，主要观测加勒比松不同种源在各地的苗期生长及保存率，探究各种源的生长及适应性；盆栽试验中，监测苗期生长，以及寒潮对生长、表型、叶片相对电导率（REC）的影响，评价种源的耐寒性。进而，测定各种源在常温与自然低温下的可溶性糖含量、镁原卟啉(Mg-Proto IX)含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及叶绿素荧光参数，分析不同种源加勒比松对低温胁迫的生理及叶绿素荧光特性响应机制。主要研究结果如下：
　　1.综合分析各地点种源林表现，发现加勒比松在三个地点的保存率为：阳东＞陆河＞乐昌，PCB种源16在各试验地保存率均较高、且生长量大，特别在纬度相对高的乐昌试验地，生长表现优势明显；PCH变种内种源分化差异大，种源6~9在各地保存率低，生长量较小种源12、18在各试验地适应性优势明显，且生长量大；PCC苗期生长较慢，种内种源11在3个地点的保存率最高。观测期内，广州盆栽试验地各种源苗期生长差异显著，PCH整体生长优势明显，PCC总体生长缓慢，PCB种源16后期生长优势突出；表型观察发现，PCH抽梢率高，可能是其速生的原因，湿地松及PCC抽梢率低，生长较慢。
　　2.2016年1月寒潮期后，加勒比松出现受害症状，其中，PCH主要表现针叶出现白色斑点症状，PCC种源13、17主要表现针叶变紫红色，PCB种源16及PCC种源11无明显受冷害症状。同期，湿地松也表现出针叶红黄化的物候变化。低温寒潮影响了植株的生长，PCH种源1、3、9、10在16个加勒比松种源中的生长排名明显推后，种源11也出现小幅下调。与常温相比，寒潮后，种源 PCH1、3、6、7以及PCC11的相对电导率显著增加，表明上述种源均受到低温的胁迫。
　　3.为探究加勒比松苗期耐寒性的种源差异机理，进一步比较了常温与自然低温下与抗逆相关的生理指标。结果表明，气温显著影响了参试种源的Mg-Proto IX含量和PAL活性，加勒比松与湿地松在自然低温下Mg-Proto IX是常温下的3.2倍以上；种源效应则显著作用于可溶性糖含量和PAL活性；气温与种源的互作效应只在PA L活性上有显著作用。生理指标结果与种源的耐寒性表现相对一致，自然低温时，耐寒性表现差的种源7可溶性糖含量显著下降；耐寒性表现好的PCB种源16与湿地松PAL活性显著增加。
　　4.于气温明显差异的两个月份测定参数种源的叶绿素荧光参数，发现测量时间与树种对最大 PSⅡ的光能转换效率（Fv/F m）和 PSII有效光化学效率（F v'/F m'）有显著影响，二者互作效应不显著，测量值均在2月显著提高；两个树种实际量子产量（ΦPSII）、光化学淬灭（qP）与表观量子传递速率（ETR）对测量时间响应模式相反；但加勒比松与湿地松叶绿素荧光参数受种源影响不大，相对而言，耐寒性好的PCB种源16的ΦPSII和 qP明显高于加勒比松其它种源，而耐寒表现差的PCH种源3、7的qP明显低于其它种源。
　　本研究分析了加勒比松16个种源的苗期生长与耐寒性，从中获得PCB种源16、PCH种源12、18三个生长优良、稳定，且相对耐寒的种源；并筛选出种源1、3、7三个明显不耐寒种源。PCC苗期生长缓慢，种源11较种内其它种源生长优势明显，但对低温敏感，可做进一步研究。可溶性糖含量下降、Mg-Proto IX含量增加、ΦPSII和qP下降可能是加勒比松受到低温胁迫的指示性指标，而PAL活性变化可能是加勒比松耐寒性的评价指标。

目录

声明

1 前言

1. 1加勒比松概况

1.1.1加勒比松变种的天然分布

1.1.2 加勒比松种质资源的引种种植

1. 2 我国加勒比松的开发利用

1.2.1 开发利用现状

1.2.2开发利用瓶颈

1. 3 林木耐寒性评价的相关方法与技术

1.3.1林木耐寒性评价的进展

1.3.2植物耐寒性评价的技术热点

1. 4 研究的目的意义

1.4.1 发展工业原料林的迫切性

1.4.2 本研究的目的意义

2. 1 试验材料

2. 2试验地设置

2. 3盆栽试验测定方法

2.3.1生长表型测定

2.3.2 相对电导率测定

2.3.3常温与自然低温胁迫下抗逆相关生理代谢指标的测定

2.3.4常温与自然低温下叶绿素荧光特性的测定

2. 4数据分析

3 结果与分析

3. 1 加勒比松田间生长表现

3. 2盆栽加勒比松生长表型变化

3.2.1 加勒比松苗期株高地径生长

3.2.2加勒比松各种源在寒潮期受害情况

3.2.3低温胁迫对加勒比松相对电导率的影响

3.2.4 加勒比松种源速生耐寒性的评价

3. 3加勒比松耐寒差异的生理机制

3.3.1可溶性糖含量的变化

3.3.2 PAL的变化

3.3.3 Mg-Proto IX含量的变化

3. 4加勒比松叶绿素荧光参数的季节变化

3.4.1树种间叶绿素荧光参数的差异

3.4.2种源间绿素荧光参数的差异

3.4.3苗期生长与针叶叶绿素荧光特性的相关性

4 结论与讨论

4. 1 结论

4. 2 讨论

4.2.1加勒比松与湿地松在不同试验地表现出生长差异

4.2.2加勒比松耐寒性差异与其生理响应机制

4.2.3 结合株高地径生长，探究光合特性各参数产生差异的原因

致谢

参考文献

附件1 试验盆栽苗定植图

附件2硕士期间学术活动