紫苏叶脉密度与光合特性及水分平衡的关系

摘要

紫苏（Perilla frutescensL.）原产于亚州东部，现作为蔬菜广泛种植于全国各地，紫苏既是营养丰富的蔬菜，也是疗效良好的中药材，作为一种药食兼用植物，越来越受到人们的重视。随着全球干旱程度的加深，对于提高植物的抗旱能力及水分利用效率有了更高的要求，叶脉是植物叶片重要的水分运输系统，研究叶脉与植物光合特性及水分平衡的关系具有重要的意义。
　　本研究以C3植物紫苏（Perilla frutescens L.）、C4植物高粱（Sorghum bicolor L.）为实验材料，通过对叶片解剖结构、气体交换、水导度及水分利用效率等的测定，研究了叶脉密度和气孔密度、叶脉密度和光合特性之间的关系，以及干旱胁迫对叶片结构、光合特性及水分利用效率的影响。主要研究结果如下:
　　(1)与紫苏相比，高粱叶片叶脉密度大，导水能力强，蒸腾速率高，但气孔密度小;高粱叶片近轴侧气孔密度占总气孔的比例明显高于紫苏。叶脉密度大的高粱具有较高的净光合速率，而紫苏叶脉密度小，净光合速率也较低。
　　(2)与对照相比，干旱胁迫后紫苏、高粱叶面积减小;叶脉密度、气孔密度增加，叶脉直径和气孔孔径减小;叶片横切面中叶片厚度、叶肉厚度都减小，叶肉细胞面向外围空间的面积(Smes)、叶绿体面向外围空间面积(Sc)也减小;同时，叶片水导度、气孔导度和光合速率都降低，水分利用效率提高。叶脉直径的降低幅度与水导度的降低幅度成比例存在。
　　综上所述，我们认为与高粱相比，紫苏具有较低的光合速率与其较低的叶脉密度有关;叶脉密度和气孔密度之间可能不存在严格的协同变异关系。叶脉直径可能是影响水导度降低的重要因素;干旱胁迫下植物会通过增加叶脉密度和气孔密度，减小叶脉直径等来维持水分平衡和光合速率，从而提高水分利用效率;与紫苏相比，高粱较高的叶脉密度和较低的气孔密度更有利于干旱胁迫下水分平衡的维持。这对理解植物光合作用、抗旱机理及植物的抗旱改良具有重要意义。

目录

声明

摘要

缩略词表

第一章 文献综述

1．1 光合作用的研究进展

1．1．1 叶片结构对光合功能的影响

1．1．2 环境因子对光合功能的影响

1．2 干旱胁迫对植物的生长和发育的影响

1．2．1 干旱胁迫对植物叶片结构和生长发育的影响

1．2．2 干旱胁迫对植物光合特性的影响

1．3 叶脉密度对光合特性的影响

1．3．1 叶脉密度与光合的关系

1．3．2 叶脉密度在植物生理生态上的意义

1．4 水分利用效率的研究进展

1．4．1 水分利用效率的含义

1．4．2 影响水分利用效率的因素

1．5 本研究的目的和意义

第二章 紫苏、高梁叶脉密度与光合特性的关系研究

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料与设计

2．1．2 气体交换参数的测定

2．1．3 气孔密度和长度的测定

2．1．4 叶脉密度的测定

2．1．5 叶片水导度的测定

2．1．6 叶面积、比叶面积的测定

2．1．7 统计分析

2．2 结果与分析

2．2．1 紫苏、高梁气孔特性

2．2．2 紫苏、高粱叶片叶脉特性

2．2．3 紫苏、高粱的气体交换

2．3 讨论

第三章 干旱胁迫下叶脉和气孔对叶片维持水分平衡的响应

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料与设计

3．1．2 气体交换参数的测定

3．1．3 气孔密度和长度的测定

3．1．4 叶脉密度的测定

3．1．5 叶片水导度的测定

3．1．6 叶面积的测定

3．1．7 叶片显微结构

3．1．8 统计分析

3．2 结果与分析

3．2．1 干旱胁迫下高梁、紫苏叶片形态结构的变化

3．2．2 干旱胁迫对叶片显微结构的影响

3．2．3 干旱胁迫对叶片水力特性的影响

3．2．4 干旱胁迫对叶片光合特性的影响

3．3 讨论

3．3．1 干旱胁迫对紫苏和高粱叶片水导度的影响

3．3．2 干旱胁迫对紫苏和高粱光合能力的影响

3．3．3 干旱胁迫对紫苏和高粱水分利用效率的影响

全文结论

参考文献

论文发表情况

致谢