海棠幼苗对干旱复水和NaCl胁迫的反应及其抗性评价

摘要

海棠是深受欢迎的观赏树木，即可观花也可观果;大多数类型的海棠还可用作栽培苹果和优异观赏海棠的砧木，在环境绿化美化，植物观赏和果树栽培领域均具有重要的研究和应用价值。我国海棠种质资源丰富，类型多样，但不同类型的海棠对环境的适应性有较大差异。本研究以9个类型海棠为试材，通过盆栽自然干旱及复水和不同浓度NaCl胁迫处理，分别测定净光合速率(net photosynthesisrate，Pn)，蒸腾速率(transpiration rate，Tr)，水分利用效率(water use efficiency，WUE)，胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration，Ci)，气孔导度(stomata conductance，Gs)等光合作用指标，脯氨酸、丙二醛、根系活力、叶片细胞活性等生理指标，通过染色技术，判断叶片过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O2)的生成情况;并观察记录了能直接反应外部形态变化的受害指数。采用主要成分分析法分别提取与抗旱能力、耐盐能力相关的重要指标，利用加权隶属函数值对各类型海棠的抗旱能力、耐盐能力进行模糊综合评价，以期筛选抗旱性强、耐盐性好的砧木材料，为海棠在干旱、盐碱地区的应用提供参考。主要结果如下:
　　(1)干旱胁迫下，绚丽、红粉能维持高水平的Pn和WUE、叶绿素相对含量，稳定的Ci、Gs，复水后能够很快恢复甚至超过原初状态，能保持稳定的脯氨酸及丙二醛含量，较高根系活力和叶片细胞相对活性，具有较好的调节抗旱能力，是抗旱能力比较强的类型;平邑甜茶、平邑甜茶矮生型受干旱胁迫影响大，重度胁迫难以维持正常光合作用，西府海棠对干旱胁迫不敏感，指标低且不能及时自我调整，是抗旱能力比较弱的类型;其他类型海棠为中间类型。
　　(2)将各类型海棠抗旱类型划分:红粉、红宝石为特抗类型;绚丽、红艳、紫色王子、糖美林为高抗类型;平邑甜茶矮生型、平邑甜茶为中抗类型;西府海棠为低抗类型。
　　(3)不同浓度NaCl胁迫下，平邑甜茶、平邑甜茶矮生型、红宝石能维持较高水平的Pn和WUE、叶绿素相对含量，稳定的Ci、Gs，能保持稳定的脯氨酸和丙二醛含量，受胁迫变化较小，具有较高的根系活力，是耐盐能力比较强的类型;绚丽、红粉、红艳、糖美林受胁迫明显，指标降幅较大，细胞受伤害程度严重，是耐盐能力比较弱的类型;其他海棠为中间类型。
　　(4)将类型海棠耐盐类型划分:平邑甜茶矮生型、红宝石为特耐盐类型;平邑甜茶、紫色王子为高耐盐类型;红粉、绚丽为中耐盐类型;糖美林、西府海棠、红艳为低耐盐类型。
　　(5)综合抗旱能力和耐盐能力，筛选抗旱性强、耐盐性好的类型海棠，分别是:红宝石为特抗、特耐盐类型，紫色王子为高抗、高耐盐类型，在抗旱能力和耐盐能力上表现一致性，是抗旱耐盐能力较强的类型。
　　(6)试验筛选出8个最能反映植株抗旱耐盐能力的指标，分别是:WUE、Pn、根系活力、叶片细胞活性、脯氨酸、丙二醛及受害指数，有利于提高试验的准确性。

目录

声明

符号说明

摘要

1 前言

1．1 果树对干旱胁迫的生理反应

1．1．1 光合作用与果树的抗旱性

1．1．2 脯氨酸含量与果树抗旱性

1．1．3 丙二醛含量与果树抗旱性

1．1．4 细胞活性与果树抗旱性

1．1．5 活性氧清除系统与果树抗旱性

1．2 果树对NaCl胁迫的生理反应

1．2．1 光合作用与果树耐盐性

1．2．2 脯氨酸含量与果树耐盐性

1．2．3 丙二醛含量与果树耐盐性

1．2．4 细胞活性与果树耐盐性

1．2．5 活性氧清除系统与果树耐盐性

1．3 植物旱害与盐害指数及抗性评价方法

1．3．1 旱害指数与植物抗旱性

1．3．2 盐害指数与植物耐盐性

1．3．3 植物抗性评价方法

1．4 海棠基本特性及其研究进展

1．5 研究的目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 植物材料及采集地点

2．1．2 植株栽培

2．1．3 材料数量

2．2 试验设计

2．2．1 干旱与复水处理

2．2．2 不同浓度NaCl溶液处理

2．3 指标测定方法

2．3．1 光合作用及叶绿素测定

2．3．2 脯氨酸含量、丙二醛含量、根系活力测定

2．3．3 伊文思蓝染色方法及叶片细胞相对活性的测定

2．3．4 活性氧染色检测

2．3．5 干旱胁迫土壤相对含水量测定

2．3．6 受害指数测定

2．3．7 恢复力指数测定

2．4 数据统计方法

2．4．1 主要成分分析法

2．4．2 隶属函数法

2．4．3 统计方法

3 结果与分析

3．1 海棠幼苗对干旱复水的生理反应

3．1．1 干旱及旱后复水过程中土壤相对含水量

3．1．2 干旱复水对海棠叶片气体交换与水分利用效率的影响

3．1．3 干旱复水对海棠根叶脯氨酸、丙二醛及叶绿素相对含量的影响

3．1．4 干旱复水下海棠叶片O2-和H2O2的生成

3．1．5 干旱复水下海棠根系活力与叶片细胞活性的变化

3．2 海棠幼苗对NaCl胁迫的生理反应

3．2．1 NaCl胁迫对海棠叶片气体交换与水分利用效率的影响

3．2．2 NaCl胁迫对海棠根叶脯氨酸、丙二醛及叶绿素相对含量的影响

3．2．3 NaCl胁迫下海棠叶片O2和H2O2的生成

3．2．4 NaCl胁迫下海棠根系活力与叶片细胞活性的变化

3．3 海棠幼苗干旱和NaCl胁迫下的受害指数及抗性评价

3．3．1 干旱复水下各类型海棠的旱害指数

3．3．2 干旱复水下各类型海棠综合抗旱能力评价

3．3．3 NaCl胁迫下各类型海棠的盐害指数

3．3．4 NaCl胁迫下各类型海棠综合耐盐能力评价

4 讨论

4．1 海棠抗旱能力综合分析

4．1．1 干旱及复水下海棠光合作用的综合评价

4．1．2 干旱及复水下海棠生理指标的综合评价

4．1．3 海棠抗旱能力综合评价

4．2 海棠耐盐能力综合分析

4．2．1 NaCl胁迫下海棠光合作用综合评价

4．2．2 NaCl胁迫下海棠生理指标综合评价

4．2．3 海棠耐盐能力综合评价

4．3 海棠幼苗干旱和NaCl胁迫下抗性指标筛选

5 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表及投寄的论文情况