三种桑树(Morus alba L.)在干旱和盐胁迫下的生长响应及抗逆性比较

摘要

干旱和土壤盐渍化是制约农林业发展的重要因素，探究桑树在干旱和盐两种非生物逆境下的生理生化响应和适应能力，为桑树的品种选育、栽培管理和推广种植提供理论依据。以农桑14号、农桑12号和强桑1号三种盆栽苗为实验材料，采用盆栽控水模拟干旱胁迫(CK和30％FC);向盆栽土壤倒入氯化钠溶液模拟盐胁迫(CK，T0.1和T0.3)，对盆栽桑树苗的形态变化和生理和生化响应等进行了研究，主要结果如下:　　(1)干旱导致三种桑树苗的相对高度生长速率(RHG)、净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)显著下降，气孔限制值（Ls）和水分利用效率(WUE)显著上升。农桑14号和农桑12号的根干重(RDM)、茎干重(SDM)、叶干重(LDM)和总干物质量(TDM)均显著下降，而强桑1号对照与处理组之间无显著差异。农桑14号的超氧化物歧化酶(SOD)显著下降，过氧化物酶(POD)活性显著上升，强桑1号的丙二醛(MDA)含量显著上升。气孔关闭显著限制了三种桑树的Pn，而农桑14号和农桑12号同时存在非气孔因素的限制。农桑14号和农桑12号通过形态调节（基部脱叶）和气孔调节来适应干旱胁迫，其水分利用方式更适合在湿润地区种植;强桑1号严格控制着各部分生物量的分配，与农桑14号和农桑12号相比，强桑1号更适合在干旱地区种植。　　(2)盐胁迫下农桑12号和强桑1号各光合色素含量在T0.1处理下上升，而T0.3处理下三种桑树叶片光合色素含量均下降，其中农桑14号光合色素分解显著。三种桑树在盐胁迫下Pn、Gs和Tr下降，且T0.3处理使叶片气体交换抑制程度加深，气孔因素显著限制了Pn，而T0.3处理第7天和T0.1处理第14天，农桑14号Ci上升，表明其Pn的限制还存在非气孔因素。T0.3处理中初始荧光(Fo)显著上升，最大荧光(Fm）、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数（qP）和PSⅡ实际量子产额(YⅡ)下降，反映了光合电子传递链中PSⅡ反应中心电子库容减小，光化学转化效率降低，PSⅡ氧化侧和原初电子受体受损，电子传递受抑制。农桑14号和农桑12号在T0.1处理中非光化学淬灭系数(NPQ)上升，而T0.3处理第7天其NPQ均下降，非调节性能量耗散的量子产额（YNO）显著上升，意味着存在大量过剩光能。强桑1号在T0.3处理下NPQ上升，表明桑树叶片PSⅡ中激发能分配发生改变，且强桑1号有更好的热耗散能力。盐胁迫下桑树叶片中SOD、POD、可溶性糖(SS)和MDA均上升，且T0.3处理下POD和SS积累显著;盐胁迫下桑树叶片中MDA均有上升，且农桑12号在盐胁迫第7天MDA含量显著上升，意味着其膜脂过氧化程度较高。　　(3)桑树在盐胁迫的第7天就产生响应，盐胁迫下桑树能积累可溶性糖来抵抗渗透胁迫，通过提高热耗散来保护光合机构，POD在活性氧(ROS)的清除中起到重要作用，其中农桑14号对土壤盐分十分敏感，表现为光合色素降解严重，PSⅡ能量传递效率受抑，存在光合机构损伤的非气孔限制，同时叶片严重脱落。农桑12号存在一定的抗盐能力，轻度盐处理下(T0.1)其通过提高光合色素含量来适应盐环境，但MDA的数值反映其膜脂过氧化程度过高。强桑1号具有较强的抗盐能力，从光合色素含量，光化学效率和热耗散能力均反映了强桑1号具有更强的抗盐能力。　　综合分析后认为这三种桑树的抗旱和抗盐性均为:强桑1号＞农桑12号＞农桑14号。与此同时农桑14号和农桑12号更快的生长速率，在水肥良好的环境下能更好的生长，即具有更大的生长潜能，建议在立地条件良好的地区种植以发挥其最大的经济效益。而强桑1号具有相对更强的抗逆能力，可以将其作为生态修复树种推广至内陆的干旱和盐渍地区种植，以发挥其防沙治沙、水土涵养等生态功能。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究依据

1．2 研究目的和研究内容

1．3 技术路线

2 国内外研究现状

2．1 植物对干旱胁迫的响应与适应

2．2 植物对盐胁迫的响应与适应

2．3 桑树的抗旱性研究现状

2．4 桑树的抗盐性研究现状

2．5 三种桑树的品系及推广

3 三种桑树盆栽苗在干旱胁迫下的生理生化响应

3．1 材料与方法

3．1．1 材料与试验处理

3．1．2 测定方法

3．1．3 统计分析

3．2 试验结果

3．2．1 干旱胁迫下桑树幼苗株高及形态差异

3．2．2 干旱胁迫下桑树植株生物量的差异

3．2．3 干旱胁迫下桑树植株气体交换参数的差异

3．2．4 干旱胁迫下桑树植株的抗氧化酶活性及丙二醛含量的差异

3．3 讨论

4 三种桑树盆栽苗在盐胁迫下的生理生化响应

4．1 材料与方法

4．1．1 材料与试验处理

4．1．2 测定方法

4．1．3 统计分析

4．2 试验结果

4．2．1 盐胁迫下桑树植株的一些表型特征

4．2．2 盐胁迫下桑树植株叶绿素含量的动态变化

4．2．3 盐胁迫下桑树植株气体交换参数的动态变化

4．2．4 盐胁迫下桑树植株叶绿素荧光参数的动态变化

4．2．5 盐胁迫下桑树植株保护酶及丙二醛含量的动态变化

4．3 讨论

参考文献

附录

致谢