發(fā)布時間：2018-10-24 12:00

【摘要】：為了探討毛竹(Phyllostachys edulis)幼苗對干旱、高溫及協(xié)同脅迫的生理生化響應(yīng),本研究采用人工模擬干旱脅迫(對照(70%-80%田間持水量(FC))、輕度(60%-70%FC)、中度(40%-50%FC)和重度干旱(20%-30%FC))和高溫脅迫(對照25°C和高溫40°C)及協(xié)同脅迫處理的3年生盆栽毛竹,分別測定毛竹葉片的光合色素含量、光合速率、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、活性氧(ROS)含量、丙二醛(MDA)含量、抗壞血酸(AsA)含量、谷胱甘肽(GSH)含量、抗氧化防御酶和抗壞血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循環(huán)相關(guān)酶活性的變化。通過對試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)綜合分析,得到以下結(jié)論:1.隨著干旱程度增強(qiáng),毛竹幼苗的葉綠素a含量、葉綠素總量及Chl a/b比值逐漸降低,類胡蘿卜素(Car)含量升高;高溫脅迫(40°C,下同)下,Chl a/b較CK下降12.50%(P0.01);協(xié)同脅迫后,Chl a、Chl(a+b)含量和Chl a/b比值進(jìn)一步降低,在輕度協(xié)同脅迫下Chl a、Chl a/b分別較CK降低15.06%和22.12%(P0.01),葉綠素總量降低9.09%(P0.05),Car變化不顯著。2.隨著干旱程度增加,毛竹幼苗最大凈光合速率(Pnmax)、表觀量子效率(AQY)和光飽和點(diǎn)(LSP)降低,光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)升高;高溫下,Pnmax較CK極顯著增加(P0.01),LCP極顯著降低(P0.01);協(xié)同脅迫后,光響應(yīng)參數(shù)變化幅度增大,輕度協(xié)同脅迫下,Pnmax、AQY和LSP分別較CK降低60.19%、50.00%和31.87%(P0.01),LCP較CK升高165.04%(P0.01)。3.干旱、高溫脅迫下,最小熒光(Fo)逐漸增加,最大熒光(Fm)逐漸降低;協(xié)同脅迫下,Fo、J相對可變熒光(VJ)和相對熒光的初始斜率(Mo)進(jìn)一步增加,重度協(xié)同脅迫下分別較CK升高114.88%、86.84%和101.41%(P0.01),Fm比CK降低49.45%(P0.01)。熒光量子產(chǎn)額比率和比活性參數(shù)均顯示,協(xié)同脅迫后,光反應(yīng)活性下降幅度較單一脅迫大。干旱、高溫脅迫下,反應(yīng)中心密度(RC/CSO)逐漸增加,而性能指數(shù)(PIABS)逐漸降低;協(xié)同脅迫下RC/CSO整體變化不顯著,中度協(xié)同脅迫下較CK增加96.25%(P0.01),PIABS逐漸下降,重度協(xié)同脅迫下較CK降低97.52%(P0.01)。4.干旱、高溫單一脅迫下,毛竹葉片中超氧陰離子(O2·-)、過氧化氫(H2O2)與MDA含量均增加,在協(xié)同作用下,三者含量均高于單一脅迫,輕度協(xié)同脅迫下,O2·-、H2O2和MDA含量分別比CK高67.56%、28.77%和170.47%(P0.01),表明協(xié)同脅迫下較單一脅迫對毛竹幼苗造成更大傷害。5.毛竹幼苗SOD、POD和CAT活性,干旱、高溫脅迫下呈增加趨勢;兩者協(xié)同作用下,SOD、POD活性先升高后降低,在中度協(xié)同作用分別比CK提高了2.92倍和3.21倍(P0.01),隨后降低;CAT活性呈增加趨勢,說明在協(xié)同脅迫下,毛竹葉片能通過調(diào)整抗氧化酶活性抵御ROS的傷害,且CAT清除H2O2的能力較POD更為穩(wěn)定。6.干旱脅迫下,ρGSH/ρGSSG逐漸增加;高溫脅迫下,ρAsA/ρDHA升高;干旱與高溫協(xié)同作用下,AsA、DHA、GSH和GSSH含量變化與CK相比差異不顯著,而抗壞血酸鹽過氧化物酶(APX)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)和谷胱甘肽還原酶(GR)活性先增加后降低,均在中度協(xié)同作用時分別比CK高1.23倍、3.94倍、1.89倍和1.86倍(P0.01),隨后降低;重度協(xié)同作用下,ρAsA/ρDHA值降低,而ρGSH/ρGSSG值變化不顯著,說明GSH循環(huán)清除H2O2比AsA循環(huán)的效果更為持久。綜上所述,毛竹幼苗在高溫與干旱協(xié)同脅迫下葉綠素含量與光合效率降低,PSII反應(yīng)中心電子傳遞受到抑制,碳同化能力下降,ROS大量累積,引起膜脂過氧化程度增強(qiáng),毛竹幼苗通過降低光捕獲、增加熱耗散、調(diào)節(jié)抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)AsA-GSH循環(huán)協(xié)同作用,有效消除ROS,維持生理機(jī)能的動態(tài)平衡,以提高適應(yīng)環(huán)境的能力,表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐干旱耐高溫能力;但只能在一定范圍內(nèi)有效抵御氧化脅迫,脅迫程度進(jìn)一步增加,則會降低其抵御高溫干旱協(xié)同脅迫的能力,重度協(xié)同脅迫后,光合色素含量降低,光合速率和葉綠素?zé)晒庑阅苤笖?shù)急劇下降,抗氧化酶活性和AsA-GSH循環(huán)相關(guān)酶活性出現(xiàn)下降趨勢,生理機(jī)能的動態(tài)平衡被打破,生理功能紊亂,防御能力下降。因此,中度干旱與高溫協(xié)同脅迫可能是毛竹幼苗抵御高溫干旱雙重脅迫的臨界點(diǎn),本試驗(yàn)為毛竹幼苗在高溫干旱天氣環(huán)境下的栽培提供了理論依據(jù),為人工選育抗旱抗高溫的竹子種源提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
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【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S795.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2291343