鸭茅抗旱性综合评价及抗旱机理的研究

【摘要】： 以国外引进的20份野生鸭茅种质资源为研究材料,通过萌芽期PEG模拟干旱试验、幼苗期温室盆栽试验,系统测定了干旱胁迫下鸭茅种质萌芽期种子萌发抗旱指数、胚根、胚芽,幼苗期幼苗株高、根冠比、叶片水分饱和亏缺、质膜透性、脯氨酸含量等形态和生理指标,全面分析了这些指标的变化规律,对所引进的20份鸭茅种质的抗旱性进行了综合评价。并从中筛选出抗旱性不同的4份鸭茅种质,重点探讨了其在干旱胁迫条件下的抗旱作用机理。研究结果如下: 1. 20份鸭茅种质萌芽期抗旱性研究表明,PEG胁迫降低了鸭茅种质的发芽势和发芽率,阻碍了胚芽和胚根的生长。以相对值来评价鸭茅种子萌发期的抗旱性,可以避免不同基因型种子在正常条件(对照)下发芽势和发芽率差异对实验结果的影响,综合萌芽期所测定的相对发芽势、相对发芽率、相对肧根长、相对胚芽长等指标,采用隶属函数法对所有鸭茅种质的抗旱性进行综合评价,得出20份鸭茅种质的抗旱性强弱顺序为: ZXY04P-201ZXY04P-136ZXY03P-122ZXY04P-57ZXY03P-227ZXY04P-4ZXY04P-155ZXY04P-75ZXY04P-101ZXY04P-207ZXY03P-173ZXY03P-191ZXY04P-226ZXY04P-22ZXY04P-89ZXY03P-22ZXY03P-69ZXY04P-189ZXY04P-239 ZXY04P-148。 2. 20份鸭茅种质幼苗期抗旱性研究表明,干旱胁迫条件下,所有材料的株高、生物量显著下降,叶片脯氨酸和可溶性糖作为重要的渗透调节物质,其含量迅速增加,质膜相对透性的数值变大,细胞膜受伤害程度增大,水分饱和亏缺值变大,植物保水能力变弱,胞间CO2浓度增大;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量等指标测定值减小,通过20份鸭茅种质苗期抗旱性综合评价,发现ZXY04P-201、ZXY03P-227、ZXY03P-122、ZXY04P-136属强抗旱性材料,ZXY04P-101、ZXY04P-89、ZXY04P-239属弱抗旱性材料,其他属于中等抗旱性材料。 3.连续水分胁迫及复水条件下4份鸭茅抗旱机理的研究表明,叶片水分饱和亏缺随着干旱胁迫强度的增加而增加,其中变化幅度最大的是ZXY04P-239,最小的是ZXY04P-201;ZXY03P-173和ZXY04-201质膜相对透性和可溶性糖含量随着干旱胁迫强度的增加而增加,而ZXY04P-75和ZXY04P-239出现单峰变化,在胁迫第8d后达到最大,然后下降;ZXY03P-173和ZXY04P-239脯氨酸含量在干旱胁迫第8d达到最大,而ZXY04P-75和ZXY04P-201的脯氨酸含量随着干旱胁迫程度的加深而逐渐达到最大;4份材料叶片的净光合速率随着干旱胁迫强度的增加而减小,其中ZXY04P-201的净光合速率下降率胁迫至12d时为最小。 4.盆栽控水条件下4份鸭茅光合作用机理的研究表明,随着干旱胁迫程度的加强,4份鸭茅种质的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及叶绿素含量均有较大幅度的降低,其中抗旱性强的ZXY04P-201下降的速度慢,幅度小,而抗旱性差的ZXY04P-239下降速度快,幅度大。同时,研究表明,在轻度水分胁迫下,气孔限制是4份鸭茅光合作用降低的主要因素,中度及重度胁迫下净光合速率降低主要是非气孔限制起着主要作用。 5.盆栽控水条件下4份鸭茅内源激素变化的研究结果显示,随着干旱胁迫程度的加强,四份鸭茅ABA含量整体呈上升趋势,GA3和ZR的含量则呈下降趋势,IAA的含量因材料不同表现出不同的变化趋势,干旱胁迫下四种内源激素的协调总趋势是向着气孔关闭,促进根系发展的方向进行。不同材料间其内源激素的调节机制存在着区别。