逆境胁迫对菊花光合特性及相关生理指标的影响

摘要

本试验以秋菊晚花品种‘祥云’和早花品种‘唐宇金秋’为试材，对干旱及低温胁迫下菊花叶片的一系列生理指标和光合特性进行了测定，通过对不同菊花品种逆境胁迫下一些生理指标和光合指标与菊花抗逆性之间的关系的研究，探索菊花的抗性机理，并通过外源物质水杨酸的施用，研究水杨酸改善菊花抗寒性的作用机制，为菊花抗寒性研究提供理论基础和实践依据。研究表明： （1）干旱胁迫试验中，由对照到重度干旱，‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片含水量分别下降了18.35％、15.81％，差异极显著，无论是下降幅度还是速度‘唐宇金秋’都小于‘祥云’，说明‘唐宇金秋’的抗旱保水能力强于‘祥云’。干旱胁迫造成‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片中叶绿素含量的显著下降，重度胁迫后，‘唐宇金秋’叶绿素含量是‘祥云’的3.05倍，较高的叶绿素含量保证了‘唐宇金秋’具有较高的光合作用，从而减小了干旱胁迫对‘唐宇金秋’的影响。 （2）干旱胁迫试验中，由对照到重度干旱，‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片相对电导率分别上升了23.53％、8.95％，说明干旱对‘祥云’的细胞膜的伤害程度远大于‘唐宇金秋’。丙二醛含量变化趋势与电导率相似，从对照到重度干旱，‘祥云’增加了84.86％，‘唐宇金秋’增加了55.34％。重度胁迫时，‘祥云’MDA含量比‘唐宇金秋’高18.65％，表明‘唐宇金秋’细胞质膜受伤害程度较小。 （3）干旱胁迫时，‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片可溶性糖含量分别上升了117％、55％，脯氨酸含量分别上升了120.40％、50.69％，说明在遭遇干旱胁迫时，‘祥云’和‘唐宇金秋’都是主要通过诱导可溶性糖和脯氨酸，提高植物体抵抗逆境的能力。 （4）在干旱胁迫中，从对照到重度干旱，‘祥云’和‘唐宇金秋’SOD活性分别上升了62.88％和90.96％，POD活性分别上升了40.48％和52.77％，保护酶活性的上升有利于清除植物体内有害的自由基，减少膜脂过氧化，保护膜系统免受伤害。 （5）干旱胁迫中，与对照相比，重度胁迫时‘祥云’和‘唐宇金秋’的光补偿点分别上升了201.87％和890.38％，光饱和点先升后降，气孔导度分别下降了23.12％和15.92％，蒸腾速率分别下降了11.82％和15.92％。在各胁迫程度下，‘唐宇金秋’都有较低的光补偿点和较高的光饱和点，说明其对环境的适应能力比较强。 （6）低温对菊花叶绿素含量影响较大，-4℃时‘祥云’CK叶绿素含量下降了30.23％，差异极显著，-8℃时‘唐宇金秋’CK叶绿素含量与4℃相比下降了37.75％，差异极显著。在4℃、0℃、-4℃和-8℃条件下，‘唐宇金秋’SA叶片中叶绿素含量比‘唐宇金秋’CK分别高了40.4％、26.06％、32.88％和42.00％，差异都极显著，表明水杨酸可部分缓解叶绿素含量下降，提高‘唐宇金秋’抗寒性。 （7）在低温胁迫试验中，-8℃时，‘祥云’CK电导率比‘祥云’SA高38.79％，‘唐宇金秋’CK电导率比‘唐宇金秋’SA高26.61％，达到显著水平，表明在较低温度胁迫下水杨酸可显著提高菊花抗寒性，而在其它温度水平下，‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片相对电导率差异均不显著。低温胁迫试验中，‘祥云’CK、‘祥云’SA、‘唐宇金秋’CK和‘唐宇金秋’SA叶片中丙二醛含量变化趋势与电导率相似，‘唐宇金秋’细胞膜膜脂过氧化程度高于‘祥云’，水杨酸降低了‘祥云’和‘唐宇金秋’的膜脂过氧化程度，差异不显著。 （8）低温试验中，4℃时，‘唐宇金秋’CK可溶性糖含量为‘祥云’CK的19.84％，‘唐宇金秋’SA可溶性糖含量为‘祥云’SA的36.84％，-8℃‘唐宇金秋’CK可溶性糖含量为‘祥云’CK的205.47％，‘唐宇金秋’SA可溶性糖含量为‘祥云’SA的150.54％，表明‘唐宇金秋’可溶性糖含量上升速度较快；-8℃时‘祥云’SA可溶性糖含量比‘祥云’CK高138.79％，‘唐宇金秋’SA可溶性糖含量比‘唐宇金秋’CK高58.56％，水杨酸能够增加细胞可溶性糖含量，提高植物抗寒性，‘祥云’的应用效果要优于‘唐宇金秋’。低温胁迫中，-8℃时‘祥云’SA脯氨酸含量为‘祥云’CK的1.55倍，‘唐宇金秋’SA脯氨酸含量为‘唐宇金秋’CK的1.76倍，差异都达到显著水平，表明水杨酸在低温，尤其是零下低温时对提高植物体内游离脯氨酸含量，提高植物抗寒性效果显著。 （9）在低温胁迫试验中，‘祥云’SA叶片SOD活性随着温度的降低而升高，最大值是最小值的2.73倍，‘祥云’CK、‘唐宇金秋’CK与‘唐宇金秋’SA叶片SOD活性均在-4℃时达到最大值，然后下降；‘祥云’CK、‘祥云’SA、‘唐宇金秋’CK与‘唐宇金秋’SA叶片APX活性均呈先升后降的趋势，在-4℃与-8℃时，‘祥云’SA叶片APX活性分别比‘祥云’CK高137.01％和153.26％，‘唐宇金秋’SA叶片APX活性分别比‘唐宇金秋’CK高84.10％和100.23％，结果表明水杨酸在零下低温对菊花APX活性影响显著。 （10）低温胁迫下，与4℃相比，-8℃时，‘祥云’CK、‘祥云’SA、‘唐宇金秋’CK和‘唐宇金秋’SA净光合速率分别下降了83.75％、37.13％、90.76％和85.33％，差异都达到了显著水平。4℃时，‘祥云’CK净光合速率仅比‘唐宇金秋’CK高0.33％，-8℃‘祥云’CK净光合速率比‘唐宇金秋’CK高76.47％，差异显著，这可能与晚花品种的特性有关。 （11）不同菊花品种其抗逆性也不同，主要表现在叶绿素、电导率、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸、各种酶活性及净光合速率等方面，‘唐宇金秋’有较强的抗旱性，而‘祥云’有较强的抗寒性，这可能与品种特性有关。水杨酸可从多方面缓解低温对菊花造成的影响，从而提高菊花的抗寒性。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 文献综述

1.1 菊花概述

1.2 菊花起源及品种分类研究

1.2.1 菊花起源问题的研究

1.2.2 菊花品种分类的研究

1.3 菊花栽培生理研究

1.3.1 菊花的生物学特性研究

1.3.2 菊花开花生理研究

1.4 逆境胁迫下菊花生理及光合特性研究

1.4.1 菊花抗早性研究进展

1.4.2 菊花抗寒性研究进展

2 引言

3 材料与方法

3.1 试验材料

3.1.1 干旱胁迫处理

3.1.2 低温胁迫处理

3.2 试验方法

4 结果与分析

4.1 干旱胁迫下‘祥云’和‘唐宁金秋’生理及光合特性的变化

4.1.1 ‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片相对含水量变化

4.1.2 ‘祥云’和‘唐字金秋’叶片叶绿素含量变化

4.1.3 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片相对电导率变化

4.1.4 ‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片可溶性蛋白质含量变化

4.1.5 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片可溶性糖含量变化

4.1.6 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片脯氨酸含量变化

4.1.7 ‘祥云’和‘唐宇金秋’叶片丙二醛含量变化

4.1.8 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片几种抗氧化酶活性变化

4.1.9 干旱胁迫下‘祥云’和‘唐宁金秋’光合特性的研究

4.2 低温胁迫下‘祥云’和‘唐宇金秋’生理及光合特性的变化

4.2.1 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片叶绿素含量变化

4.2.2 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片相对电导率变化

4.2.3 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片可溶性蛋白质含量变化

4.2.4 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片可溶性糖含量变化

4.2.5 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片脯氨酸含量变化

4.2.6 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片丙二醛含量变化

4.2.7 ‘祥云’和‘唐宁金秋’叶片几种抗氧化酶活性变化

4.2.8 低温胁迫下‘祥云’和‘唐宁金秋’光合特性的研究

5 结论与讨论

5.1 逆境胁迫对‘祥云’和‘唐宇金秋’生理化指标的影响

5.2 逆境胁迫对‘祥云’和‘唐宇金秋’光合特性的影响

参考文献