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《西北农林科技大学》 2010年
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白羊草对增强UV-B辐射和干旱胁迫的生理响应

马丽  
【摘要】: 本试验以盆栽白羊草[Bothriochloa ischaemum(L.)Keng]为材料,分别在三种水分处理条件下:适宜水分W(75±5%)、中度干旱D1(55%±5%)和重度干旱D2(40%±5%),自然光照的基础上,通过增加0 kJ·m~(-2)(T0)、1.944 kJ·m~(-2)(T1)、3.0024 kJ·m~(-2)) (T2)三个不同梯度的UV-B辐射处理,研究增强UV-B辐射,干旱胁迫及其相互作用对白羊草叶片生理特征的影响。 其主要结论如下: 1.光合色素的变化在所有的处理中,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量整体上呈下降的趋势,但是叶绿素a/b和总叶绿素含量与类胡萝卜素含量的比值变化不大。结果表明,增强UV-B辐射和干旱胁迫均会抑制光和色素的合成或者促进光合色素的降解。 2.荧光参数的变化在UV-B或干旱单独胁迫下, Fo、Fm均显著减小。但是复合处理下,Fo、Fm变化并不显著,但是均低于空白对照,说明两种胁迫因子之间存在交叉适应现象。在所有的处理中Fv/Fm和Fv/Fo变化均很微弱,意味着胁迫尚未损害PSⅡ。 3.气体交换参数的变化随着UV-B辐射剂量的增加,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈上升的趋势,胞间CO2浓度(Ci)变化不大,在干旱胁迫下,从Gs、Ci、Tr和Ls等的变化趋势来看,干旱对白羊草光合作用的抑制主要是非气孔限制性因素引起的。干旱和UV-B复合作用有助于缓解各自单独胁迫对光合作用造成的伤害。 4.保护酶活性的变化无论是单因子胁迫还是复合胁迫对SOD活性均没有显著影响,UV-B胁迫时,POD活性先降低后升高,干旱胁迫能显著提高POD活性,说明H2O2的清除能力增强,起到了一定的保护作用。UV-B辐射或干旱胁迫均能诱导白羊草CAT活性不断增强,抗氧化胁迫能力大大提高。在UV-B辐射和干旱两者复合处理时,CAT活性明显降低。 5.膜脂过氧化的变化增强UV-B辐射以及干旱胁迫单独处理后MDA的含量较对照明显升高,表明UV-B辐射和干旱胁迫导致白羊草发生膜脂过氧化,且辐射强度越高对细胞膜造成的损伤越大。白羊草叶片膜相对电导率的变化和MDA含量的变化呈现正相关性,表现出相同的变化趋势,均随着干旱程度以及UV-B辐射剂量的增强而逐渐上升,且明显高于对照。但是复合作用下,MDA和膜的相对电导率却表现出不同的变化趋势。 6.渗透调节物质的变化UV-B辐射胁迫降低了白羊草叶片的可溶性蛋白质的含量,游离脯氨酸含量也明显低于对照,并达到显著水平(p0.05)。干旱胁迫使白羊草可溶蛋白的含量略有增加,白羊草叶片的游离脯氨酸含量与对照相比明显降低,在p0.05水平上显著。干旱和UV-B双重胁迫后,叶片中可溶蛋白的含量和游离脯氨酸含量呈上升的趋势。 7.类黄酮含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化UV-B处理可以显著升高白羊草叶片的类黄酮含量,吸收部分UV-B辐射,从而减轻UV-B辐射对植物造成的危害。PAL作为次生代谢物合成的主要酶,在增强的U-VB辐射条件下活性明显升高。干旱胁迫对类黄酮含量和PAL活性的影响不大,但是干旱胁迫和UV-B辐射两因素胁迫时,干旱胁迫可以降低由于UV-B辐射所引起的类黄酮含量增加。经过UV-B处理的白羊草,同时进行干旱胁迫,随着干旱程度的加深,PAL活性大幅度升高,与对照相比,差异达到显著水平(P0.05)。 增强UV-B辐射和干旱胁迫单因素以及复合胁迫后,白羊草会启动以上一系列的生理生化响应机制,来减轻和抵抗逆境对植物造成的伤害。通过这些生理特征的变化,可以为增强白羊草等植物的抗逆性以及筛选出抗逆性强的优良草种提供科学依据,为陕北黄土丘陵区的植被恢复提供理论支持,推动我国对植物响应全球变化中复合效应方面的基础和应用研,为预测植物响应我国未来复杂多变的综合气候条件提供参考同时亦可为制定在未来气候条件下我国发展农业生产的策略提供科学依据。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q945.78

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