6种绣线菊对弱光及解除弱光环境的适应性研究

摘要

植物在生长过程中要受到众多环境因子的影响，光是植物光合作用的直接能源，是维持植物生存、促进植物生长的首要因子。因此研究植物的耐弱光机理、探讨植物对光强的适应范围，从而为植物在城市园林不同环境中的应用提供依据至关重要。本研究选取6种优秀的绣线菊属植物：珍珠绣线菊、金山绣线菊、金焰绣线菊、华北绣线菊、毛果绣线菊和石棒绣线菊，以自然光照为对照，采取遮荫网覆盖的方式分别进行透光率为60％-65％、40％-45％、10％-15％的弱光处理;弱光处理一段时间后撤掉遮荫网，解除弱光胁迫，恢复自然光照；对不同弱光处理以及弱光解除后的第10天和第20天进行形态结构指标、生理生化指标和光合指标的测定；比较分析该弱光处理下及恢复过程中6种绣线菊的叶片结构特征、生理生化特性，及其光合特性的变化特点及变化规律。本试验通过对6种绣线菊在光逆境下的系统研究和对6种绣线菊在上述不同弱光处理及恢复处理下的比较分析，揭示出6种绣线菊对弱光及解除弱光环境生理和形态的适应性变化，得到评判6种绣线菊耐弱光能力的主因子，对6种绣线菊耐弱光能力进行排序，以期应用于不同园林环境，筛选出对光照适应性较强的绣线菊属植物，为北方园林绿化建设提供理论依据和应用基础。本研究主要结论如下： ⑴6种绣线菊表现出明显的光合日变化规律。在光强为自然光照的60％-65％、40％-45％时光合速率的日变化为双峰型曲线，第一峰值高于第二峰值，有明显的光合“午休”现象；当光强为自然光照的10％-15％时光合日变化为单峰型曲线，无明显“午休”现象。6种绣线菊的最大净光合速率、光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率随着弱光适应性处理光强的减弱而减小，而最大表观量子效率表现相反的趋势。 ⑵叶绿素(a+b)和类胡萝卜素含量随着光照强度的减弱而增加，叶绿素a/b值则随着弱光适应性处理光照强度的减弱而降低。与自然光照相比弱光处理下6种绣线菊的脯氨酸含量、电导率增加；超氧化物歧化酶(SOD)活性随着弱光处理程度增大而增大：内源激素ABA含量降低：可溶性糖、可溶性蛋白含量都较自然光照下有所下降。除石棒绣线菊外其它绣线菊在弱光胁迫下产生了特异性蛋白，这类蛋白的分子量多集中在66kDa-45.0kDa之间，经分析这类蛋白可能为弱光逆境诱导蛋白。 ⑶本试验对叶片的解剖结构研究发现，随着弱光适应性处理光强的减弱6种绣线菊的叶片变薄，上、下表皮细胞变小，栅栏组织、海绵组织厚度变薄，海绵组织细胞间隙变大，二者比值减小。 ⑷弱光处理解除后发现，6种绣线菊经过60％-65％和40％-45％的透光率处理恢复自然光照后具有一定的恢复能力；而光强仅为自然光照的10‰15％时，恢复能力较弱。 ⑸本研究综合、客观评析影响6种绣线菊耐弱光能力的主因子得出：比叶重、栅栏组织与海绵组织厚度比值、叶绿素a/b值和最大净光合速率是评价6种绣线菊耐弱光能力的重要指标。其中，叶绿素a/b值与耐弱光能力成显著负相关，比叶重、栅栏组织与海绵组织厚度比值和最大净光合速率与耐弱光能力呈显著正相关。 ⑹本研究将6种绣线菊的耐弱光能力按隶属函数值大小从强到弱排序为：金焰绣线菊＞金山绣线菊＞珍珠绣线菊＞石棒绣线菊＞华北绣线菊＞毛果绣线菊。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1绣线菊属植物资源及其研究现状

1.1.1绣线菊种质资源概况

1.1.2绣线菊化学成分与药理研究

1.1.3绣线菊属植物在园林中的应用

1.2植物对弱光的响应及适应机理

1.2.1对弱光下植物的植物学性状研究

1.2.2对弱光下植物的光合特性研究

1.2.3对弱光下植物的生理生化特性研究

1.2.4对弱光下植物信号转导的研究

1.3植物耐弱光能力评价体系的研究

1.4植物对弱光胁迫缓解后的响应及适应机理

1.5本研究的目的和意义

2材料和方法

2.1试验地概况

2.2试验材料

2.3试验内容

2.4试验设计

2.4.1不同弱光处理的试验设计

2.4.2解除弱光处理的恢复试验设计

2.5弱光及恢复处理相关指标的确定及测定方法

2.5.1叶片特征指标的测定

2.5.2植株光合指标的测定

2.5.3植株生理生化指标的测定

2.6数据分析

3结果与分析

3.1弱光处理对6种绣线菊的影响

3.1.1弱光处理对6种绣线菊叶片形态结构的影响

3.1.2弱光处理对6种绣线菊光合特性的影响

3.1.3 6种绣线菊的CO2响应曲线变化

3.1.4弱光处理对6种绣线菊生理特性的影响

3.2解除弱光处理对6种绣线菊的影响

3.2.1解除弱光处理对6种绣线菊叶片形态结构的影响

3.2.2解除弱光处理对6种绣线菊光合日变化动态的影响

3.2.3解除弱光处理对6种绣线菊光响应曲线的影响

3.2.4解除弱光处理对6种绣线菊光合指标的影响

3.2.5解除弱光处理对6种绣线菊生理指标的影响

3.3对6种绣线菊耐弱光能力及评价因子的综合评析

3.3.1对6种绣线菊耐弱光能力评价因子的综合评析

3.3.2对6种绣线菊耐弱光能力的综合评析

4讨论

4.1 6种绣线菊对弱光环境的适应性

4.1.1 6种绣线菊弱光环境下光合特性的响应

4.1.2 6种绣线菊弱光环境下形态结构的响应

4.1.3 6种绣线菊弱光环境下生理生化特性的响应

4.2 6种绣线菊对解除弱光环境的适应性

4.3本论文存在问题与未来研究方向

5结论

致谢

参考文献

附录