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《福建农林大学》 2016年
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基于若干生理过程的不同杉木家系抗旱性评价

赖善聪  
【摘要】:杉木是我国南方广泛种植的用材树种之一,长期生长在我国南方的山地丘陵地区,具有生长快、产量高、材积好等特点。受夏季太平洋副热带高压的影响,我国南方杉木人工林主产区季节性伏旱和秋旱频繁,严重制约着杉木林生长、分布及南方林业产业的发展。因此提高杉木单位面积的产量,培育高产优质的抗旱性杉木优良材料具有重要意义。一氧化氮(NO)是广泛存在于植物体内的一种小分子,具有多种生理功能。NO调节着植物的生长、发育,是植物在生物与非生物胁迫防御响应的信号分子。本研究以10个杉木家系为研究材料,采用30%PEG-6000模拟渗透胁迫,测定了12个与植物抗旱性较为相关的生理指标。采用隶属函数法对10个杉木家系进行抗旱性综合评价,筛选出较抗旱型杉木材料。基于前期筛选的耐旱性杉木家系37号为研究材料,进一步开展了不同浓度NO供体SNP在加强杉木耐旱性方面的调控作用。主要研究结果如下:1.干旱胁迫下10个杉木家系的叶片含水率显著降低。杉木叶片SOD、POD活性总体呈现增加后降低的趋势,但不同家系的变幅有所差异。MDA含量、质膜透性则随着胁迫时间的延长呈现增加趋势。可溶性蛋白含量在干旱胁迫下表现为先增加后降低的趋势,不同杉木家系的降幅有所差异。原初光能转化效率(Fv/Fm)在于旱胁迫缓慢下降-迅速下降。干旱导致杉木叶片气孔导度(Gs)下降、叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、蒸腾速率(Tr)下降;胞间二氧化碳浓度(Ci)增加。2.为了消除基础性状之间的差异,将12个指标的相对值作为原始数据,通过隶属函数分析方法对10个杉木家系进行抗旱性综合评价,根据隶属函数均值的大小顺序进行排序,得出10个家系的抗旱性强弱为:37号26号21号51号66号41号11号44号62号17号。3.不同浓度的SNP对杉木叶片生理生化指标的影响表现为:(1)SNP预处理提高了脱水胁迫下杉木叶片的保水能力,其中以200mg/L的处理最为显著。(2)与对照相比,单独干旱胁迫的杉木叶片在脱水36小时后,其叶片的SOD、POD活性均显著增加(P0.05),增幅分别为:74.39%、39.19%,经SNP预处理后,杉木叶片的SOD、POD活性在脱水胁迫下随着SNP浓度的增加呈现增加后降低的趋势。(3)SNP预处理有效的减少杉木叶片的MDA含量及质膜透性的损伤。(4)脱水胁迫下,杉木叶片的可溶性蛋白含量显著增加,增幅为:50.65%,经SNP预处理后,杉木叶片可溶性蛋白含量随着SNP浓度的增加呈现增加后降低的趋势。(5)经外源SNP预处理后,杉木叶片初始荧光(Fo)在脱水胁迫下随SNP浓度的增加呈现先降低后增加的趋势,最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/Fo)则随着SNP浓度的增加呈现先增加后降低的趋势。NO对植物的影响存在二元效应,对于37号杉木家系而言,低浓度(100mg/L、200mg/L)的SNP能有效缓解脱水胁迫对杉木离体叶片的损伤,高浓度(300mg/L、 400mg/L)的SNP预处理则会加速杉木离体叶片的膜质过氧化、减少植物体内抗氧化酶的积累、降低杉木的可溶性蛋白浓度、抑制叶片的光合作用。
【关键词】:杉木 抗旱性评价 干旱胁迫 一氧化氮 生理生化
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S791.27
【目录】:
  • 摘要7-9
  • Abstract9-11
  • 缩咯词表11-12
  • 1. 前言12-20
  • 1.1 植物抗旱性研究现状12-16
  • 1.1.1 植物抗旱性研究方法12-14
  • 1.1.2 植物抗旱鉴定指标研究现状14-16
  • 1.1.3 植物抗旱性主要评价方法16
  • 1.2 脱水胁迫下外源添加剂对植物离体叶片生理生化指标的影响16-17
  • 1.3 外源NO在植物抗旱过程中的作用17-18
  • 1.4 本研究的目的和意义18-20
  • 2 材料与方法20-26
  • 2.1 不同杉木家系的抗旱性综合评价20-25
  • 2.1.1 试验材料20
  • 2.1.2 试验设计20
  • 2.1.3 测定指标和方法20-24
  • 2.1.4 数据处理与统计分析方法24-25
  • 2.2 脱水胁迫下外源NO对杉木的生理调控作用25-26
  • 2.2.1 试验材料25
  • 2.2.2 实验设计25-26
  • 2.2.3 测定指标和方法26
  • 2.2.4 数据处理与统计分析方法26
  • 3. 结果与分析26-48
  • 3.1 干旱胁迫下10个杉木家系生理及光合指标的比较分析26-39
  • 3.1.1 干旱胁迫下10个杉木家系叶片含水率比较分析26-27
  • 3.1.2 干旱胁迫下10个杉木家系SOD活性比较分析27-29
  • 3.1.3 干旱胁迫下10个杉木家系POD活性比较分析29-30
  • 3.1.4 干旱胁迫下10个杉木家系MDA含量比较分析30-32
  • 3.1.5 干旱胁迫下10个杉木家系可溶性蛋白含量比较分析32-33
  • 3.1.6 干旱胁迫下10个杉木家系细胞质膜透性比较分析33-35
  • 3.1.7 干旱胁迫下10个杉木家系(F_v/F_m)比较分析35-36
  • 3.1.8 干旱胁迫下10个杉木家系相对光合参数比较分析36-39
  • 3.2 干旱胁迫下杉木各项生理指标相对值的相关分析39-41
  • 3.3 10个杉木家系的抗旱性评价41-42
  • 3.4 脱水胁迫下外源NO对杉木的生理调控作用42-48
  • 3.4.1 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片含水率的影响42-43
  • 3.4.2 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片SOD活性的影响43
  • 3.4.3 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片POD活性的影响43-44
  • 3.4.4 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片MDA含量的影响44-45
  • 3.4.5 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片可溶性蛋白含量的影响45
  • 3.4.6 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片细胞质膜透性的影响45-46
  • 3.4.7 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片F_o的影响46
  • 3.4.8 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片F_v/F_m的影响46-47
  • 3.4.9 脱水胁迫下外源NO对杉木离体叶片F_v/F_o的影响47-48
  • 4 讨论48-53
  • 4.1 干旱胁迫对杉木家系生理及光合指标的影响48-51
  • 4.2 10个杉木家系耐旱性综合评价51-52
  • 4.3 脱水胁迫下外源NO对杉木生理的调控作用52-53
  • 5 结论53-55
  • 参考文献55-66
  • 致谢66

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