高温胁迫对不同蓝莓品种部分生理过程的影响研究

摘要

蓝莓(Vaccinium corymbosum L.)属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vacciniumspp.),是一种起源于北美的常绿或落叶灌木。蓝莓可分为高丛蓝莓(Vacciniumcorymbosum L.),矮丛蓝莓(Vaccinium angustifolium Ait)和兔眼蓝莓(Vacciniumashei Reade; syn.Vaccinium virgatum Ait.)。根据需冷量和抗寒性,高丛蓝莓又可分为北高丛蓝莓、南高丛蓝莓和半高丛蓝莓。最近几年的栽培引种试验表明北高丛蓝莓在中国南部的浙江中部地区也可以开花结果。可是浙江中部地区夏季温度常常高达40℃,高温成为了该地区蓝莓引种栽培的主要限制因素,但目前尚未见关于各品系蓝莓品种的耐热性特征的报道。因此本文从大田试验、不同蓝莓品种高温半致死温度测定、短暂高温下不同蓝莓品种的光合生理、不同SA处理对提高蓝莓耐热性的影响以揭示不同品种蓝莓在适应热胁迫方面的机制,并筛选出适应本地区种植的耐热性蓝莓品种。
　　 为了筛选适宜在浙江中部地区生长的蓝莓品种,对大田种植的15个蓝莓品种的8个形态指标进行隶属函数分析,得到15种蓝莓的生长适应性依次为:‘蓝美人’＞‘瑞卡’＞‘戴安娜’＞‘杰兔’＞‘夏普兰’＞‘蓝丰’＞‘奥尼尔’＞‘布里吉塔’＞‘都克’＞‘泽西’＞‘薄雾’＞‘早蓝’＞‘伯克利’＞‘达柔’＞‘斯巴坦’。
　　 高温胁迫下蓝莓半致死温度测定和耐热性分析。以两种蓝莓为试材,应用电导法研究了两个蓝莓品种在不同高温下细胞伤害率的变化,配合Logistic方程求出拐点值,测定高温半致死温度(LT50)。在半致死温度下设置不同处理时间,测定相对电导率(REL)、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2(-))含量,进行耐热性分析。结果表明:蓝莓叶片细胞伤害率随温度升高呈“S”型上升,‘泽西’和‘戴安娜’的半致死温度分别为48.3℃和47.32℃;在LT50下,随着处理时间的延长相对电导率值(REL)、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2(-))含量逐渐上升;12～24h为蓝莓在LT50下热害发生的临界时间。
　　 为研究蓝莓植株的耐热机制,比较不同蓝莓品种的耐热性,从而筛选出适合在亚热带地区种植的蓝莓品种,将四个蓝莓品种(‘都克’、‘布里吉塔’、‘夏普兰’和‘薄雾’)放在不同温度(25℃,30℃,35℃,40℃,45℃)下处理6h,随后测定各个处理下各个蓝莓品种的生理指标、叶绿素荧光参数和叶绿体超微结构。高温胁迫导致四个蓝莓品种植物叶片的相对电导率(REL)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2(-))含量、Fo(初始荧光)均呈现上升趋势; Fv/Fm(PSⅡ最大光化学量子效率)、ΦPSⅡ(光系统Ⅱ实际量子效率)则呈现下降的趋势;特别在40℃和45℃处理下上升或下降的趋势更显著。各个指标的上升和下降幅度最大的是是‘布里吉塔’,最小的是‘夏普兰’;叶绿体超微结构亦显示出相似结果,‘布里吉塔’的叶绿体受到严重损伤而‘夏普兰’的叶绿体完整。四个蓝莓品种的耐热性为‘夏普兰’耐热性最好,‘薄雾’和‘都克’次之且‘薄雾’和‘都克’耐热性相近,‘布里吉塔’耐热性最差。
　　 为了研究水杨酸(SA)预处理对提高蓝莓耐热性的作用,以‘布里吉塔’和‘夏普兰’这两种蓝莓盆栽苗为试材,对其喷施0.05,0.1,0.3和0.5 mmol/L的SA溶液后进行高温胁迫处理,测定蓝莓盆栽苗生理指标和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:SA预处理可减缓蓝莓叶片的电解质渗出、Fo的升高、Fv/Fm和ΦPSⅡ的降低,提高高温胁迫下蓝莓叶片中过氧化氢、脯氨酸的含量。表明SA预处理可提高高温胁迫下蓝莓的抗热性,且以0.1 mmol/L的SA处理效果最优。

目录

摘要

第一章 文献综述

1 植物的耐热性鉴定与评价

1．1 田间直接鉴定法

1．2 人工模拟高温逆境鉴定法

1．3 实验室鉴定法

1．4 耐热性的综合评价

2 高温胁迫对植物的影响

2．1 高温胁迫对植物活性氧产生的影响

2．2 高温胁迫对植物膜脂过氧化的影响

2．3 高温胁迫对植物细胞膜系统的影响

2．4 高温胁迫对植物渗透调节作用的影晌

2．5 高温胁迫对植物叶绿素荧光参数的影响

2．6 高温胁迫对植物叶绿体超微结构的影响

3 外源SA处理对高温胁迫下植物抗热性影响的研究进展

3．1 外源SA处理对高温胁迫下植物细胞膜透性的影响

3．2 外源SA处理对高温胁迫下植物渗透调节作用的影响

3．3 外源SA处理对高温胁迫下植物H2O2含量的影响

3．4 外源SA处理对高温胁迫下植物叶绿素荧光参数的影响

3．5 SA提高植物抗逆境胁迫能力的可能机理

4 植物高温半致死温度的测定及耐热性的研究

5 本文研究的主要内容与目的意义

第二章 15个蓝莓品种的田间筛选鉴定

引言

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验处理

1．3 试验方法

1．4 数据分析

2 结果与分析

3 讨论

第三章 高温胁迫下蓝莓半致死温度测定和耐热性分析

引言

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验处理

1．3 试验方法

1．4 数据分析

2 结果与分析

2．1 叶片细胞伤害率与处理温度的关系

2．2 Logistic方程的参数确定

2．3 半致死温度的确定

2．4 半致死温度(LT50)下不同处理时间对蓝莓叶片相对电导率的影响

2．5 半致死温度(LT50)下不同处理时间对蓝莓叶片Pro和MDA含量的影响

2．6 半致死温度(LT50)下不同处理时间对H2O2和O2.-含量的影响

3 讨论

第四章 短暂高温胁迫对四种蓝莓生理光合特性的影响

引言

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验处理

1．3 试验方法

1．4 数据分析

2 结果与分析

2．1 短暂高温胁迫对四种蓝莓叶片相对电导率的影响

2．2 短暂高温胁迫对四种蓝莓叶片MDA含量的影响

2．3 短暂高温胁迫对四种蓝莓叶片Pro含量的影响

2．4 短暂高温胁迫对四种蓝莓叶片O2.-和H2O2含量的影响

2．5 短暂高温胁迫对四种蓝莓叶片叶绿素荧光特性的影响

2．6 短暂高温胁迫对四种蓝莓叶片叶绿体超微结构的影响

3 讨论

第五章 外源水杨酸对蓝莓抗高温胁迫能力的影响

引言

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验处理

1．3 试验方法

1．4 数据分析

2 结果与分析

2．1 不同浓度外源SA处理对高温胁迫下蓝莓叶片相对电导率的影响

2．2 不同浓度外源SA处理对高温胁迫下蓝莓叶片脯氨酸含量的影响

2．3 不同浓度外源SA处理对高温胁迫下蓝莓叶片H2O2含量的影响

2．4 不同浓度外源SA处理对高温胁迫下蓝莓叶片叶绿素荧光参数的影响

3 讨论

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

声明