本文關鍵詞：荻和芒對干旱脅迫的生理響應和適應性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水分是影響植物生長的主要環(huán)境因子之一。近年來,隨著全球氣候變暖,我國水資源的匱乏日益嚴重,尤其是東北的廣大地區(qū),這一問題尤為突出。干旱脅迫已經成為制約東北地區(qū)植物生長發(fā)育和城市綠化的重要生態(tài)問題。荻和芒是理想的第二代能源植物,具有廣泛的應用價值,但東北地區(qū)水資源匱乏的狀況制約了荻和芒在該地區(qū)的推廣和應用。因此研究干旱脅迫下荻和芒的生長、光合特性和生理特性的變化規(guī)律,對提高它的水分管理水平,促進荻和芒在東北地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 本研究選用芒屬植物荻(Miscanthus sacchariflorus)和芒(Misconstrues sinensis)為實驗材料,采用聚乙二醇(PEG)模擬干旱法對其種子進行4個PEG濃度水平的脅迫處理(5%、10%、15%、20%),研究荻和芒種子在PEG干旱脅迫下的萌發(fā)特性；采用盆栽控水的方法分別對荻和芒的實生苗進行4種土壤水分處理即：正常供水(土壤含水量為最大田間持水量80%,下同)、輕度土壤干旱脅迫(65%)、中度土壤干旱脅迫(50%)和重度土壤干旱脅迫(35%),分別測定了不同土壤干旱脅迫下荻和芒光合、生理和生長指標,研究荻和芒對土壤干旱脅迫的適應性；同時調查了東北地區(qū)荻和芒的分布和生境特征,主要研究結果如下： (1)東北野生荻芒分布和生境特征 荻和芒在東北地區(qū)屬點狀分布,喜低海拔、土壤濕潤,光照充足的生境；不同生境下荻和芒的生長性狀存在差異,隨著生境內土壤含水量的上升和光照條件的改善,荻和芒的生長性狀和生物量提高,各生境間部分性狀差異顯著；荻和芒的葉形指數(葉長／葉寬),株高、地下莖粗、分布深度等表型性狀受環(huán)境因素影響小,相對穩(wěn)定；荻和芒的株高、莖粗等莖部性狀與生物量顯著相關。 (2)PEG脅迫對荻和芒種子萌發(fā)特性的影響 低濃度的PEG(5-20%)對芒和荻種子的發(fā)芽率沒有明顯的影響,但對芒種子的發(fā)芽指數、活力指數、胚根長度、胚根鮮重以及荻種子胚芽的長度有一定的促進作用；高濃度的PEG(15～20%),對芒和荻種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數、胚根胚芽長度以及鮮重都有明顯的抑制作用；荻種子的半致死濃度為15%,致死濃度為20%,而芒種子的半致死濃度為20%；隨著PEG濃度的升高,芒和荻的萌發(fā)抗旱指數逐漸下降,芒在20%PEG處理時表現(xiàn)為中間型,而荻在15%PEG處理時就表現(xiàn)為不抗旱。 (3)土壤干旱脅迫對荻和芒光合特性的影響 土壤干旱脅迫下,荻和芒葉片的相對含水量(RWC)、葉綠素含量(Chl)、凈光合速率(Pn)、最大凈光合速率(Pmax)、表觀量子效率(AQE)、暗呼吸速率(Rd)、光飽和點(LSP)、蒸騰速率(Tr)、最大羧化速率(Vcmax)和電子傳遞速(Jmax)均隨著土壤干旱脅迫程度的加劇而下降；光補償點(LCP)和水分利用效率(WUE)隨土壤干旱脅迫程度的加劇而上升。荻和芒的氣孔導度(Gs)隨著土壤干旱脅迫程度的加劇而下降;胞間C02濃度(Ci)隨著土壤干旱脅迫程度的加劇呈先下降后上升的趨勢；氣孔阻力值(Ls)隨著土壤干旱脅迫程度的加劇呈先上升后下降的趨勢。 荻在輕度土壤干旱脅迫下、芒在輕度和中度土壤干旱脅迫下,對光合作用的抑制由氣孔限制所引起；而荻在中度、重度土壤干旱脅迫下,芒在重度土壤干旱脅迫下對光合作用的抑制由非氣孔限制所引起。 (4)土壤干旱脅迫對荻和芒的生理特性的影響 在土壤干旱脅迫下荻和芒的細胞膜相對透性,丙二醛(MDA)和過氧化氫(H202)含量隨著土壤干旱脅迫程度的加劇而顯著增加。 在輕度干旱脅迫下,荻的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)活性隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸上升；而在中度和重度干旱脅迫下SOD、CAT和POD活性隨著干旱脅迫時間的延長呈先上升后下降趨勢。在不同程度土壤干旱脅迫下,芒的SOD和CAT活性隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸上升；而POD活性則在不同干旱脅迫處理下無明顯變化。 在不同程度干旱脅迫下芒葉片的抗壞血酸過氧化物酶(APX)、甘肽還原酶(GR)活性和還原型抗壞血酸(AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)含量始終保持上升趨勢；而荻在輕度干旱脅迫下也可以保持較高的抗壞血酸合成和代謝活性,但在中度和重度干旱脅迫下,隨著干旱脅迫的加劇和脅迫時間的延長荻的APX、GR活性和AsA、GSH含量開始下降。 (5)土壤干旱脅迫對荻和芒的生長和生物量的影響 荻和芒的株高、地徑、莖節(jié)間長度、葉面積和比葉重隨著土壤干旱脅迫程度的加劇而下降。輕度干旱脅迫下,芒的地下莖粗和長度均高于正常供水處理,表明適宜的土壤干旱脅迫對芒地下莖的生長有一定的促進作用；而在荻和芒在中、重度干旱脅迫下,地下莖粗、長度和分蘗數量均隨著土壤干旱脅迫程度的加劇而顯著下降。 土壤干旱脅迫下,除芒在輕度干旱脅迫下地下部分生物量增加外,其余脅迫處理中荻和芒的單株總生物量、地上部分生物量、地下部分生物量和冠根比均隨土壤干旱脅迫程度的加劇而下降,脅迫越重,生長速度越慢,生長量越小,生物量越低。
【關鍵詞】：荻 芒 聚乙二醇 土壤干旱脅迫 種子萌發(fā) 光合特性 生理特性 生長特性
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：Q945.78
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 1 緒論15-28
• 1.1 芒屬植物研究進展16-19
• 1.1.1 生物學特性16-17
• 1.1.2 光能、水分、氮素利用效率17-18
• 1.1.3 影響芒屬植物生物量的相關因素18-19
• 1.1.4 芒屬植物對土壤重金屬污染的抗性19
• 1.2 植物對干旱脅迫的適應機制19-26
• 1.2.1 種子萌發(fā)特性20
• 1.2.2 生物學構件生長和生物量20-22
• 1.2.3 光合特性22-23
• 1.2.4 生理特性23-26
• 1.3 本文的目的和意義26-28
• 2 東北地區(qū)荻和芒分布及生境特征28-40
• 2.1 研究方法28-29
• 2.2 結果與分析29-37
• 2.2.1 荻和芒的分布及生境特征29-31
• 2.2.2 不同生境下荻和芒生長性狀比較31-33
• 2.2.3 不同生境下荻和芒生長性狀的變異比較33-35
• 2.2.4 不同生境下獲芒生長性狀關聯(lián)性比較35-37
• 2.3 小結與討論37-40
• 2.3.1 性狀差異機制37-38
• 2.3.2 性狀變異原因38-39
• 2.3.3 生長性狀關聯(lián)性39-40
• 3 模擬干旱脅迫對荻和芒種子萌發(fā)的影響40-48
• 3.1 實驗材料與方法40-41
• 3.2 結果與分析41-45
• 3.2.1 種子萌發(fā)41-43
• 3.2.2 胚芽、胚根生長43-45
• 3.2.3 萌發(fā)抗旱指數45
• 3.3 小結與討論45-48
• 4 土壤干旱脅迫對荻和芒光合特性的影響48-59
• 4.1 研究方法48-50
• 4.2 結果與分析50-56
• 4.2.1 葉片相對含水量和葉綠素含量50-52
• 4.2.2 光響應曲線52-54
• 4.2.3 氣孔活動54-55
• 4.2.4 水分利用55-56
• 4.2.5 最大羧化速率和電子傳遞速率56
• 4.3 小結與討論56-59
• 4.3.1 葉片相對含水量和葉綠素含量56-57
• 4.3.2 氣體交換參數57-59
• 5 土壤干旱脅迫對荻和芒生理特性的影響59-73
• 5.1 研究方法59-63
• 5.2 結果與分析63-70
• 5.2.1 細胞質膜相對透性63-64
• 5.2.2 丙二醛和過氧化氫含量64-65
• 5.2.3 抗氧化酶活性65-67
• 5.2.4 抗壞血酸過氧化物酶和谷胱甘肽還原酶活性67-69
• 5.2.5 還原型抗壞血酸和還原型谷胱甘肽含量69-70
• 5.3 小結與討論70-73
• 6 土壤干旱脅迫對荻和芒生長和生物量及分配的影響73-83
• 6.1 研究方法73
• 6.2 結果與分析73-81
• 6.2.1 莖生長73-74
• 6.2.2 葉生長74-75
• 6.2.3 地下莖生長75-77
• 6.2.4 生物量及分配77-78
• 6.2.5 生長指標的相關性78-81
• 6.3 小結和討論81-83
• 結論83-86
• 參考文獻86-106
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文106-107
• 致謝107-108
• 個人簡歷108-109

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前5條

1 梁國玲;周青平;顏紅波;;聚乙二醇對羊茅屬4種植物種子萌發(fā)特性的影響研究[J];草業(yè)科學;2007年06期

2 蔣龍;尹俊;孫振中;;4種畫眉草抗旱性比較[J];草業(yè)科學;2009年11期

3 高士杰;劉曉輝;李玉發(fā);李繼洪;;中國甜高粱資源與利用[J];雜糧作物;2006年04期

4 朱邦長，葉瑪麗，，張川黔, 梁庭敏，穆昌華;五節(jié)芒莖芽繁殖技術的研究[J];四川草原;1995年01期

5 解新明;周峰;趙燕慧;盧小良;;多年生能源禾草的產能和生態(tài)效益[J];生態(tài)學報;2008年05期

  本文關鍵詞：荻和芒對干旱脅迫的生理響應和適應性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：285929