多年生黑麦草诱变株系的抗寒性评价

摘要

多年生黑麦草（Lolium Perenne）是禾本科黑麦草属的一种重要冷季型草，具根系发达、分蘖能力强、成坪速度快、耐践踏等优点，广泛用作草坪草。但是其抗寒性差，并且被认为是对低温胁迫最敏感的冷季型草坪草。因此，改善多年生黑麦草的抗寒性，扩大其在北方地区的使用范围，具有巨大的经济效益和社会效益。本研究以来自一粒多年生黑麦草‘Derby’种子的19个诱变株系和已知抗寒性较好的‘Pinnacle’为材料，进行了为期两年的越冬性观测，得到5个表现良好的诱变株系。然后对5个诱变株系和已知抗寒性较好的‘Pinnacle’进行人工低温胁迫和田间低温胁迫，测定了一些与植物抗寒性相关的生理指标:LWC、RMP、MDA、Pro、SP、SS、RS、SOD、POD、CAT、Chl、Fv/Fm等。经主成分分析与隶属函数分析，对两种低温胁迫下各试材的抗寒性作出综合评价。本研究旨在选育出抗寒性好的诱变株系，并为植物的诱变育种及抗寒性研究提供依据。主要研究结果如下:
　　 1.越冬性调查结果显示，秋季移栽的试材枯黄期、返青期以及越冬率等基本表现一致。夏季移栽的则表现出较大差异:CK14-3的绿色期和越冬率与‘Pinnacle’相当，分蘖速率快，在诱变株系中表现最佳;G16-1的绿色期较长、越冬率较高，表现良好;而G3-2和G10-5的绿色期较短，越冬率较低，表现较差。
　　 2.在室内和田间试验中，随着温度的降低，各试材LWC下降。人工低温胁迫下，LWC与多年生黑麦草的抗寒性呈负相关;田间低温胁迫下，LWC与试材抗寒性的相关性不显著。
　　 3.在室内和田间试验中，随着温度的降低，RMP增大、MDA含量升高，且抗寒性强的试材RMP小、MDA含量低。
　　 4.室内试验中，随着温度的降低，渗透调节物质含量都呈上升趋势;田间试验中，除SP含量下降外，其它渗透调节物质含量都升高。在室内和田间试验中，Pro和RS含量都与多年生黑麦草的抗寒性呈负相关;在人工低温胁迫下，SP变化率大、SS变化率小的试材抗寒性强，而田间低温胁迫下，SP和SS含量与多年生黑麦草抗寒性的相关性不显著。
　　 5.在人工低温胁迫下，SOD和CAT活性增强，抗寒性强的多年生黑麦草酶活性较低、变化率较大;在田间低温胁迫下，SOD活性增强、POD和CAT活性下降，SOD增加率和CAT降低率大、CAT降低率小的试材抗寒性强，且抗寒性强的试材酶活性较低。
　　 6.在室内和田间试验中，随温度的降低Fv/Fm下降，抗寒性强的多年生黑麦草变化率较小。在田间低温胁迫下，Chl含量也呈下降趋势，变化率小的试材抗寒性强。
　　 7.采用主成分分析和隶属函数分析对各试材的抗寒性进行综合评价。在室内和田间试验中，‘Pinnacle’的综合评定值最高，CK14-3次之，G3-2最差。综合以上结果，CK14-3在5个诱变株系中表现较为优良，有望选育出抗寒性新种质。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 草坪草抗寒性研究概况

1．2．1 植物的抗寒性

1．2．2 低温对植物的伤害机理

1．2．3 植物形态结构与抗寒性

1．2．4 细胞膜与抗寒性

1．2．5 渗透调节物质与抗寒性

1．2．6 抗氧化物酶与抗寒性

1．2．7 叶绿素及光合作用与抗寒性

1．2．8 植物激素与抗寒性

1．3 研究目标和主要研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 主要研究内容

1．4 技术路线

第二章 多年生黑麦草诱变株系的越冬性调查

2．1 材料与方法

2．1．1 试验地概况

2．1．2 试验材料

2．1．3 试验方法

2．2 结果与分析

2．2．1 春季移栽的多年生黑麦草越冬性观测

2．2．2 秋季移栽的多年生黑麦草越冬性观测

2．2．3 多年生黑麦草分蘖速率观测

2．3 讨论

第三章 人工低温胁迫下多年生黑麦草诱变株系的抗寒性研究

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．1．3 综合评价方法

3．1．4 数据处理

3．2 结果与分析

3．2．1 多年生黑麦草对0℃以上低温的生理生化响应

3．2．2 多年生黑麦草对0℃低温的生理生化响应

3．3 多年生黑麦草抗寒性的综合评价

3．3．1 各项生理生化指标的相关性及主成分分析

3．3．2 隶属函数分析和权重的确定

3．3．3 综合评价值的确定

3．4 讨论

3．5 小结

第四章 田间低温胁迫下多年生黑麦草诱变株系的抗寒性研究

4．1 材料与方法

4．1．1 试验地概况

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验方法

4．1．3 综合评价方法

4．1．4 数据处理

4．2 结果与分析

4．2．1 田间低温试验过程中气温的变化

4．2．2 田间低温胁迫下多年生黑麦草叶片含水量的变化

4．2．3 田间低温胁迫下多年生黑麦草膜透性和膜脂过氧化产物的变化

4．2．4 田间低温胁迫下多年生黑麦草渗透调节物质含量的变化

4．2．5 田间低温胁迫下多年生黑麦草抗氧化物酶活性的变化

4．2．6 田间低温胁迫下多年生黑麦草叶绿素含量的变化

4．2．7 田间低温胁迫下多年生黑麦草叶绿素荧光参数的变化

4．3 多年生黑麦草抗寒性的综合评价

4．3．1 各项生理生化指标的相关性及主成分分析

4．3．2 隶属函数分析和权重的确定

4．3．3 综合评价值的确定

4．4 讨论

4．5 小结

第五章 讨论与结论

5．1 讨论

5．2 结论

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢