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《南京林业大学》 2008年
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不同种源香椿抗性机理及综合评价

杨玉珍  
【摘要】: 香椿[Toona sinensis(A.Juss)Roem]是我国特有的多用途树种,具有材用、药用、菜用和观赏价值,适应性强,有较强的抗旱性,但幼树抗寒力差。本研究从器官、组织和分子等不同水平,对干旱和低温胁迫下不同种源香椿苗木生长、光合特性、水分及渗透调节、细胞膜系统及保护酶、低温半致死温度(LT_(50))以及低温特异蛋白表达的变化进行了研究,探讨了不同种源香椿苗木生长和抗性差异的生理及分子基础,并对其抗旱和抗寒性进行了综合分析与评价。主要研究结论如下: 随着干旱胁迫强度的增大和胁迫时间的延长,供试苗木受害症状加重,相对高生长、相对地径生长和生物量增量的下降幅度增大,而根冠比增加。苗木相对含水量(RWC)下降,水分饱和亏缺(WSD)增大,水势(Ψ_W)降低,导致苗木细胞内迅速积累可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸等渗透调节物质来降低渗透势,增强细胞渗透调节能力。同时,由于水分亏缺引起香椿苗木体内丙二醛(MDA)含量升高,细胞膜透性增大。但超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等保护酶系统活性上升,同时起作用清除过剩的氧自由基,防止细胞受到伤害。 干旱胁迫下,由于水分亏缺引起气孔导度下降,胞问CO_2浓度、净光合速率、蒸腾速率皆有不同幅度的下降。湖南洞口和湖北随州2种源在胁迫末期,光合能力同时受气孔限制和非气孔限制两种因素的影响,而其他4种源在整个胁迫过程中主要受气孔因素的限制。叶绿素荧光参数PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)等受到较大的影响,但香椿可通过热耗散防御过剩光能对光合器官的损伤。 低温胁迫下,香椿苗木细胞膜系统受到伤害,丙二醛(MDA)含量上升,相对电导率升高。抗寒性较弱的福建霞蒲、贵州黔西南和湖南洞口3种源的不饱和脂肪酸含量较低,IUFA指数也较小。而其余抗寒性较强的北方种源不饱和脂肪酸含量较高,IUFA也较高,并通过SOD和POD等保护酶系统协同作用降低脂膜过氧化作用。 低温胁迫下,香椿总含水量、自由水量降低,自由水/束缚水比值也降低,与其LT_(50)显著正相关;束缚水含量上升,可溶性糖及脯氨酸含量也升高,与其LT_(50)显著负相关。同时,香椿能通过增加蛋白质的含量抵御零下低温。SDS-PAGE电泳分析发现,低温胁迫诱导抗寒性较强的河南西峡种源出现一条19.21KD的新多肽。双向电泳分析也发现,抗寒性较强的河南西峡种源低温下诱导产生的新蛋白质点多,且大部分蛋白表达量上调,说明低温胁迫可以诱导香椿基因表达,产生低温诱导蛋白,增强苗木的抗寒性。 用坐标综合评判法和主成分分析法分析认为,陕西安康、河南西峡属于抗旱性较强的种源,而且其抗寒能力仅次于山东济南和山东荷泽种源。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S792

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