水稻根系、光合和抗氧化酶对干旱胁迫的反应
【摘要】：干旱缺水是世界农业面临的最大问题之一，据估计干旱造成的农业损失可与其它所有胁迫导致的损失的总额相当。因此抗旱早的生理机制和适应性正日益引起人们的兴趣。本研究以Azucena陆生水稻和IR 1552水生水稻为试验材料，通过土培、砂培控制地下水位、撇水和复水处理或PEG-6000模拟干旱等，研究了不同水稻品种产量、养分含量、根系生长情况、光合速率、叶绿素荧光参数和抗氧化酶系统活性等，目的在于阐明水分胁迫对根系和地上部分的协同影响，比较不同品种间耐旱能力的差异及导致这种差异的可能的生理生化原因，为水稻抗旱栽培和育种提供理论依据。
十培结果表明，随着地下水位的不断下降，两水稻品种的单株谷粒产量、干粒重、结实率、总干重均有不同程度的下降，但下降幅度有所不同。品种Azucena在地下水位为80cm时生育严重延迟，不能在冬天来临前结实，而品种IR 1552仍表现出了较好的结实率和总干重；品种Azucena植株的氮磷钾含量随着地下水位的下降而下降，而品种IR 1552却呈增加趋势。沙培的研究结果表明，随着地下水位的下降，两个品种根系参数表现各异。品种Azucena的不定根数比灌水对照下降明显，而品种IR1552与灌水对照相差很小；品种Azucena的最大根长、根冠比、三条最长根的总根长、根尖数、根表面积和根体积均在25cm地下水位时表现最大；而品种IR1552在50cm地下水位时表现最大。
撤水处理的结果表明，随着时间的延续，净光合速率(Pn)逐渐下降，但最大光化学效率(Fv／Fm)并不随着胁迫的变化而变化。两品种的初始荧光(Fo)、PS Ⅱ有效光化学量子产量(F'v／F'm)、PSⅡ实际光化学量子产量((Φ_(PSⅡ)刚)和光化学猝灭(qP)均下降，但下降的幅度不一，品种IR 1552的下降幅度要低于Azucena。在干旱条件下，其SOD、CAT和POD活性逐渐上升，但上升的幅度上，品种IR 1552要胜于Azucena。土培、砂培和撤水处理的结果均表明，在严重干旱逆境下，品种IR 1552比Azucena更具抗旱性。
用PEG-6000模拟水分胁迫处理干旱敏感品种Azucena的结果表明，随着PEG处理浓度提高，Pn呈下降趋势，但各阶段起主导作用的因素不同。第一阶段，在10％PEG处理下Pn显著下降，色素和叶绿素荧光保持不变，气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)反而上升，表明为非气孔因子限制光合速率；第二阶段，在15％PEG处理下色素和叶绿素荧光虽开始变化，Pn继续降低，并伴随Gs和Ci的下降而下降，因此气孔导度成为光合速率的主要限制因子；第三阶段，在20％PEG处理下Pn继续降低，Gs虽下降，但Ci并没有进一步下降，而色素和荧光参数均进一步变劣，此时光合膜的损伤成为限制光合的主导因子。上述结果表明，严重水分胁迫虽使光合机构吸收和传递光能效率下降，但过剩的激发能仍可能导致活性氧积累：尽管水稻叶内启动了超氧物防御系统，但仍能导致光合器官受损及PS Ⅱ光化学活性降低。
【关键词】：水分胁迫 水稻 根系 光合作用 叶绿素荧光 抗氧化酶 【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：S511
【目录】：
- 致谢7-8
- 缩略语8-9
- 中文摘要9-10
- 英文摘要10-12
- 第一章 文献综述和研究内容12-24
- 1 文章综述12-23
- 1.1 根对水分胁迫的应答12-15
- 1.1.1 根系对水分胁迫的形态学应答12-13
- 1.1.2 根系对水分胁迫的解剖学的应答13
- 1.1.3 根系对水分胁迫的生理学的应答13-15
- 1.2 水分胁迫对植物光合机构的影响15-20
- 1.2.1 叶绿素荧光介绍15-17
- 1.2.2 叶绿素荧光动力学参数测定及其意义17-18
- 1.2.3 水分胁迫下光合速率下降的原因18
- 1.2.4 荧光技术在水分胁迫研究中的应用18-20
- 1.3 水分胁迫对植物体抗氧化物质的影响20-23
- 1.3.1 抗氧化物质种类及其对胁迫的响应20-22
- 1.3.2 抗氧化转基因与胁迫耐性22-23
- 2 选题意义、研究内容和目标23-24
- 2.1 选题意义23
- 2.2 研究内容和目的23-24
- 2.2.1 不同水位深度对水稻根系的影响23
- 2.2.2 水分胁迫对水稻光合特性与抗氧化酶系统的影响23
- 2.2.3 PEG诱导水分胁迫引起光合作用下降原因的探索23-24
- 第二章 不同水位深度对水稻根系的影响24-30
- 1 材料和方法24-25
- 1.1 材料及处理方法24-25
- 1.2 柱谷粒重、千粒重及总干物质重25
- 1.3 氮、磷、钾含量的测定25
- 1.4 根参数的测定25
- 1.5 叶片水势测定25
- 1.6 数据分析25
- 2 结果与分析25-28
- 2.1 不同水位对水稻产量性状的影响25-26
- 2.2 不同水位对水稻根长和根数的影响26
- 2.3 不同水位对水稻N、P、K含量的影响26
- 2.4 不同水位对水稻根长和粗的影响26-27
- 2.5 不同水位对水稻水势和根冠比的影响27
- 2.6 不同水位对水稻根量的影响27-28
- 3 讨论28-30
- 第三章 水分胁迫对水稻光合特性与抗氧化酶系统的影响30-38
- 1 材料和方法30-32
- 1.1 材料及处理方法30-31
- 1.2 叶片气体交换及荧光参数的测定31
- 1.3 叶绿素、类胡萝卜素含量的测定31
- 1.4 酶活性测定31
- 1.5 膜脂过氧化31-32
- 1.6 数据的统计分析32
- 2 结果与分析32-36
- 2.1 撤水和复水处理对水稻叶片色素的影响32
- 2.2 撤水和复水处理对水稻叶片光合参数的影响32-33
- 2.3 撤水和复水处理对水稻叶片荧光参数的影响33-35
- 2.4 撤水和复水处理对抗氧化酶活性及丙二醛含量和影响35-36
- 2.5 撤水和复水处理对水稻叶片光响应曲线及水分利用效率的影响36
- 3 结论36-38
- 第四章 PEG诱导水分胁迫引起水稻光合下降的原因探讨38-43
- 1 材料与方法38
- 1.1 材料培养和处理38
- 1.2 叶片气体交换及荧光参数的测定38
- 1.3 叶绿素和可溶性蛋白含量的测定38
- 1.4 抗氧化酶活性及丙二醛含量的测定38
- 1.5 数据的统计分析38
- 2 结果与分析38-40
- 2.1 水分胁迫对色素的影响38
- 2.2 PEG处理对气体交换及荧光参数的影响38-39
- 2.3 PEG处理对抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响39-40
- 3 讨论40-43
- 第五章 全文讨论和总结43-46
- 1 讨论43-44
- 1.1 品种抗旱的根系特征43
- 1.2 品种抗旱的光合特征及其与根系的关系43-44
- 1.3 光合下降的起始原因44
- 1.3.1 PEG模拟干旱处理的可行性44
- 1.3.2 光合下降的起始原因44
- 2 结论44-46
- 参考文献46-55
- 发表的论文55
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| 1 |
卜庆雁,周晏起;果树抗旱性研究进展[J];北方果树;2001年06期 |
| 2 |
张大勇，姜新华，赵松龄;再论生长的冗余[J];草业学报;1995年03期 |
| 3 |
阎成仕,李德全,张建华;冬小麦旗叶旱促衰老过程中氧化伤害与抗氧化系统的响应[J];西北植物学报;2000年04期 |
| 4 |
李鲁华,李世清,翟军海,史俊通;小麦根系与土壤水分胁迫关系的研究进展[J];西北植物学报;2001年01期 |
| 5 |
王娟,李德全,谷令坤;不同抗旱性玉米幼苗根系抗氧化系统对水分胁迫的反应[J];西北植物学报;2002年02期 |
| 6 |
张大勇，姜新华，赵松岭，段舜山;半干旱区作物根系生长冗余的生态学分析[J];西北植物学报;1995年05期 |
| 7 |
潘东明;潘良镇;;水分胁迫对龙眼幼苗多胺等生理生化指标的影响[J];福建农业大学学报;1997年03期 |
| 8 |
罗俊,张木清,吕建林,林彦铨;水分胁迫对不同甘蔗品种叶绿素a荧光动力学的影响[J];福建农业大学学报;2000年01期 |
| 9 |
江龙;作物抗旱性的研究方法[J];贵州农业科学;1999年05期 |
| 10 |
杜忠诚;关于抗旱耕作栽培技术的初步观测和分析[J];干旱地区农业研究;1984年04期 |
|
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|
|
| 1 |
王庆斌;王方正;薛庆中;朱亚芳;苏维埃;汤章城;;APX基因转化水稻及其功能的研究[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年 |
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