【摘要】：干旱和土壤鹽漬化是制約農(nóng)林業(yè)發(fā)展的重要因素,探究桑樹(shù)在干旱和鹽兩種非生物逆境下的生理生化響應(yīng)和適應(yīng)能力,為桑樹(shù)的品種選育、栽培管理和推廣種植提供理論依據(jù)。以農(nóng)桑14號(hào)、農(nóng)桑12號(hào)和強(qiáng)桑1號(hào)三種盆栽苗為實(shí)驗(yàn)材料,采用盆栽控水模擬干旱脅迫(CK和30%FC);向盆栽土壤倒入氯化鈉溶液模擬鹽脅迫(CK,T0.1和T0.3),對(duì)盆栽桑樹(shù)苗的形態(tài)變化和生理和生化響應(yīng)等進(jìn)行了研究,主要結(jié)果如下:(1)干旱導(dǎo)致三種桑樹(shù)苗的相對(duì)高度生長(zhǎng)速率(RHG)、凈光合速率(Pn)、胞間二氧化碳濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)顯著下降,氣孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)顯著上升。農(nóng)桑14號(hào)和農(nóng)桑12號(hào)的根干重(RDM)、莖干重(SDM)、葉干重(LDM)和總干物質(zhì)量(TDM)均顯著下降,而強(qiáng)桑1號(hào)對(duì)照與處理組之間無(wú)顯著差異。農(nóng)桑14號(hào)的超氧化物歧化酶(SOD)顯著下降,過(guò)氧化物酶(POD)活性顯著上升,強(qiáng)桑1號(hào)的丙二醛(MDA)含量顯著上升。氣孔關(guān)閉顯著限制了三種桑樹(shù)的Pn,而農(nóng)桑14號(hào)和農(nóng)桑12號(hào)同時(shí)存在非氣孔因素的限制。農(nóng)桑14號(hào)和農(nóng)桑12號(hào)通過(guò)形態(tài)調(diào)節(jié)(基部脫葉)和氣孔調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)干旱脅迫,其水分利用方式更適合在濕潤(rùn)地區(qū)種植;強(qiáng)桑1號(hào)嚴(yán)格控制著各部分生物量的分配,與農(nóng)桑14號(hào)和農(nóng)桑12號(hào)相比,強(qiáng)桑1號(hào)更適合在干旱地區(qū)種植。(2)鹽脅迫下農(nóng)桑12號(hào)和強(qiáng)桑1號(hào)各光合色素含量在T0.1處理下上升,而T0.3處理下三種桑樹(shù)葉片光合色素含量均下降,其中農(nóng)桑14號(hào)光合色素分解顯著。三種桑樹(shù)在鹽脅迫下Pn、Gs和Tr下降,且T0.3處理使葉片氣體交換抑制程度加深,氣孔因素顯著限制了Pn,而T0.3處理第7天和T0.1處理第14天,農(nóng)桑14號(hào)Ci上升,表明其Pn的限制還存在非氣孔因素。T0.3處理中初始熒光(Fo)顯著上升,最大熒光(Fm)、PSⅡ的潛在光化學(xué)效率(Fv/Fo)、PSⅡ原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、光化學(xué)淬滅系數(shù)(q P)和PSⅡ?qū)嶋H量子產(chǎn)額(YⅡ)下降,反映了光合電子傳遞鏈中PSⅡ反應(yīng)中心電子庫(kù)容減小,光化學(xué)轉(zhuǎn)化效率降低,PSⅡ氧化側(cè)和原初電子受體受損,電子傳遞受抑制。農(nóng)桑14號(hào)和農(nóng)桑12號(hào)在T0.1處理中非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)上升,而T0.3處理第7天其N(xiāo)PQ均下降,非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)額(YNO)顯著上升,意味著存在大量過(guò)剩光能。強(qiáng)桑1號(hào)在T0.3處理下NPQ上升,表明桑樹(shù)葉片PSⅡ中激發(fā)能分配發(fā)生改變,且強(qiáng)桑1號(hào)有更好的熱耗散能力。鹽脅迫下桑樹(shù)葉片中SOD、POD、可溶性糖(SS)和MDA均上升,且T0.3處理下POD和SS積累顯著;鹽脅迫下桑樹(shù)葉片中MDA均有上升,且農(nóng)桑12號(hào)在鹽脅迫第7天MDA含量顯著上升,意味著其膜脂過(guò)氧化程度較高。(3)桑樹(shù)在鹽脅迫的第7天就產(chǎn)生響應(yīng),鹽脅迫下桑樹(shù)能積累可溶性糖來(lái)抵抗?jié)B透脅迫,通過(guò)提高熱耗散來(lái)保護(hù)光合機(jī)構(gòu),POD在活性氧(ROS)的清除中起到重要作用,其中農(nóng)桑14號(hào)對(duì)土壤鹽分十分敏感,表現(xiàn)為光合色素降解嚴(yán)重,PSⅡ能量傳遞效率受抑,存在光合機(jī)構(gòu)損傷的非氣孔限制,同時(shí)葉片嚴(yán)重脫落。農(nóng)桑12號(hào)存在一定的抗鹽能力,輕度鹽處理下(T0.1)其通過(guò)提高光合色素含量來(lái)適應(yīng)鹽環(huán)境,但MDA的數(shù)值反映其膜脂過(guò)氧化程度過(guò)高。強(qiáng)桑1號(hào)具有較強(qiáng)的抗鹽能力,從光合色素含量,光化學(xué)效率和熱耗散能力均反映了強(qiáng)桑1號(hào)具有更強(qiáng)的抗鹽能力。綜合分析后認(rèn)為這三種桑樹(shù)的抗旱和抗鹽性均為:強(qiáng)桑1號(hào)農(nóng)桑12號(hào)農(nóng)桑14號(hào)。與此同時(shí)農(nóng)桑14號(hào)和農(nóng)桑12號(hào)更快的生長(zhǎng)速率,在水肥良好的環(huán)境下能更好的生長(zhǎng),即具有更大的生長(zhǎng)潛能,建議在立地條件良好的地區(qū)種植以發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益。而強(qiáng)桑1號(hào)具有相對(duì)更強(qiáng)的抗逆能力,可以將其作為生態(tài)修復(fù)樹(shù)種推廣至內(nèi)陸的干旱和鹽漬地區(qū)種植,以發(fā)揮其防沙治沙、水土涵養(yǎng)等生態(tài)功能。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S888.2
【圖文】：

圖 1 植物在干旱脅迫下的水分利用策略Fig. 1 The water utilization strategy under the drought stress.迫的響應(yīng)與適應(yīng) 認(rèn)為，鹽脅迫對(duì)植物的破壞主要可歸類(lèi)為兩個(gè)方類(lèi)似，鹽脅迫也會(huì)以滲透脅迫的方式影響植物的氧化保護(hù)系統(tǒng)以及滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)的變化。Bada中 SOD 和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(Ascorbate pero抗鹽能力均有了顯著提升[39-40]。但與干旱不同的a+和 Cl-濃度高，根細(xì)胞無(wú)法吸收利用土壤中的兩種脅迫的機(jī)理又有差異，因此許多具有抗旱性迫下植物細(xì)胞中參與滲透調(diào)節(jié)的物質(zhì)大致有兩類(lèi)和細(xì)胞內(nèi)合成的一些有機(jī)溶劑，代謝中間產(chǎn)物，糖類(lèi)及其衍生物等[43]。的無(wú)機(jī)離子中，不同植物體內(nèi)無(wú)機(jī)離子的比例不

差分析(Two-way，ANOVA)對(duì)品種和干旱的交互作用進(jìn)行檢驗(yàn)5，利用 SigmaPlot 12.5 軟件作圖。結(jié)果旱脅迫下桑樹(shù)幼苗株高及形態(tài)差異異：如圖 2 所示，桑樹(shù)幼苗的株高受干旱影響十分顯著，它們脅迫下均顯著下降(P＜0.001)，農(nóng)桑 14 號(hào)下降最多(70.91%)，5%)，強(qiáng)桑 1 號(hào)下降最少，三個(gè)品種之間的高度生長(zhǎng)速率均干旱處理和品種間的交互作用對(duì)高度生長(zhǎng)速率無(wú)顯著差異(P=

15 干旱脅迫下桑樹(shù)盆栽苗形態(tài)變化。農(nóng) 14 對(duì)照：農(nóng)桑 14 號(hào)的對(duì)照組；農(nóng) 12 對(duì)照：農(nóng)桑 12 號(hào)的對(duì)照照：強(qiáng)桑 1 號(hào)的對(duì)照組；農(nóng) 14 干旱：農(nóng)桑 14 號(hào)的干旱處理組；農(nóng) 12 干旱：農(nóng)桑 12 號(hào)的干旱處理組；：強(qiáng)桑 1 號(hào)的干旱處理組。 3 The morphological change of potted Morus L. seedlings under the drought stress..2 干旱脅迫下桑樹(shù)植株生物量的差異表 1 中，與對(duì)照相比，農(nóng)桑 14 號(hào)和農(nóng)桑 12 號(hào)在干旱脅迫下的 TDM，RDM，LDM均有顯著減少(P＜0.01)，而強(qiáng)桑 1 號(hào)處理組與對(duì)照組之間各部分的干物顯著差異。農(nóng)桑 14 號(hào)的 RDM，SDM，LDM和 TDM分別減少了 47.7%，46.9%，241.5%，其中 RDM降低尤其顯著；農(nóng)桑 12 號(hào)的 RDM，SDM，LDM和 TDM分別7%，40.0%，27.82%和 32.76%。另外，干旱脅迫下 RR/S的結(jié)果表明，農(nóng)桑 12

【參考文獻(xiàn)】

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