外源抗氧化剂对高羊茅耐热性的影响及其调控机理

摘要

冷季型草坪草高羊茅以青绿期长、耐热性好、抗病性强等特点而被广泛用于各类运动场、庭院和观赏的草坪建植。由于高羊茅最适的地上部生长温度是15-24℃，根系为10-18℃，在我国气候过渡带地区夏季高温伏旱季节普遍存在难以越夏的问题。本实验以高羊茅“猎狗5”(Festuca arundinacea Schreb．var．Huntdog 5)为材料，以抗氧化剂抗坏血酸、甘露醇为外源调节物质，采用人工控温方式研究外源抗氧化剂对高羊茅发芽及生长的影响，以阐明外源抗氧化剂调控高羊茅耐热性的生理机制，并找出适宜的外源抗氧化剂施用浓度。试验结果表明： 1．在25/20℃适温条件下，高羊茅的叶绿素含量、相对含水量、酶活性及其它各项生理指标均比较稳定，生物量持续积累，生长良好。使用外源抗氧化剂后，植株的干物质积累均高于对照，表现出较好的生理效应。抗坏血酸具有提高AsA和GSH含量、改善AsA-GSH氧化还原循环系统的功能，甘露醇处理虽然对抗氧化剂含量无显著影响，但可使抗氧化酶系统(SOD、POD、CAT)相对活跃，叶绿素含量明显提高，植株生长较为旺盛，干物质积累也最多。 2．在35/30℃高温下，无外源抗氧化剂处理的植株在胁迫前期保护酶SOD、POD、APX活性增高，干物质积累和N、K吸收都有一定程度的增加，说明高羊茅通过调节自身生理机制可在一定时间内降低伤害程度。随着胁迫时间的延长抗氧化物保护酶活性降低，植物降解代谢快于合成代谢，因而干物质和N、K积累均迅速下降。部分分蘖在处理后期枯黄发黑，个别植株出现抽穗现象，表明高温促使植株衰老甚至死亡。研究结果还发现，在高温胁迫下，根系的酶活性下降时间早于叶片，说明根系对高温的敏感性大于叶片。 3．高温胁迫下，抗坏血酸处理可提高高羊茅体内抗氧化剂含量和保护酶活性，二者协同作用能有效地清除活性氧，降低膜脂过氧化程度和减缓叶绿素降解速度。甘露醇处理后各类保护酶的变化幅度相对较小，说明活性氧的产生和清除体系好于对照和抗坏血酸处理，活性氧对植株的氧化损伤相对较小，表现为叶绿素和类胡萝卜素的含量在胁迫后期仍保持较高的水平，膜脂过氧化产物MDA的含量则相对较低。抗坏血酸和甘露醇都是活性氧的有效清除剂，但1mmol/l的甘露醇清除效果较好。 4． 0.1mmol/l、1retool/l、10mmol/l的甘露醇都可提高植株在高温下的酶活性、可溶性蛋白质含量和相对含水量，降低膜透性，其中lmmol/l的浓度处理效果最好。0.1mmol/l和1mmol/l的甘露醇对种子萌发和幼苗生长也有促进作用，经过这两种浓度处理的幼苗，根长、苗高、鲜重、类胡萝卜素含量均与对照存在显著差异，其中以0.1mmol/l的浓度处理效果较好；10mmol/l的甘露醇则显著降低高羊茅种子的萌发，抑制幼苗地上、地下部的伸长，阻碍植株生长。因此初夏高羊茅播种后，宜喷施浓度为0.1mmol/l的甘露醇，成坪的高羊茅在夏季适宜的甘露醇浓度为1mmol/l。

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

一、高温胁迫对草坪草伤害的外在表现

二、草坪草高温胁迫的生理机理

三、高温胁迫下草坪草自身获得耐热性的途径

四、获得耐热性的管理措施

五、本研究的目的和意义

参考文献

第二章高温胁迫对高羊茅生长和生理特性的影响

1材料和方法

1.1试验材料

1.2试验设计

1.3测定内容与方法

2结果与分析

2.1高温胁迫对高羊茅干物质和物质同化的影响

2.2高温胁迫对叶片脯氨酸含量的影响

2.3高温胁迫对高羊茅AsA含量的影响

2.4高温胁迫对高羊茅叶片和根系SOD、POD、CAT、APX活性的影响

3讨论

参考文献

第三章外源抗氧化剂对高羊茅耐热性的生理效应

1材料和方法

1.1试验材料

1.2试验设计

1.3测定内容与方法

2结果与分析

2.1外源物质对高羊茅生物量的影响

2.2外源物质对高羊茅叶绿素含量的影响

2.3外源物质对高羊茅非酶促保护系统的影响

2.4外源物质对高羊茅酶促保护系统的影响

2.5外源物质对脯氨酸(Proline)含量的影响

2.6外源物质对膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响

3讨论

参考文献

第四章高温胁迫下不同浓度的甘露醇对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响

1试验材料与方法

1.1试验材料

1.2试验设计

1.3测定内容与方法

2结果与分析

2.1不同浓渡的甘露醇对高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响

2.2不同处理对幼苗地上部SOD、CAT、APX酶活性的影响

2.3不同处理对丙二醛含量的影响

3讨论

参考文献

第五章甘露醇对高温胁迫下高羊茅耐热性的调节作用

1材料和方法

1.1试验材料

1.2试验设计

1.3测定内容与方法

2结果与分析

2.1高温胁迫下不同浓度的甘露醇处理对叶绿素含量和生物量的影响

2.2高温胁迫下不同浓度的甘露醇处理对类胡萝卜素和还原型抗坏血酸含量的影响

2.3高温胁迫下不同浓度的甘露醇处理对SOD、POD、CAT、APX4种保护酶的影响

2.4高温胁迫下不同浓度的甘露醇处理对可溶性蛋白和膜透性的影响

2.5高温胁迫下不同浓度的甘露醇处理对相对含水量的影响

3讨论

参考文献

第六章综合讨论与结论

第一节 讨论

第二节 结论

参考文献

致谢