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刺槐抗旱抗盐特性研究

曹帮华  
【摘要】:本文从家系水平探讨了刺槐(Robinia pseudoacacia L.)种子抗逆萌发特性,从无性系水平上研究了刺槐苗木的抗旱抗盐特性。供试材料包括:用于种子研究的刺槐家系07号和61号,用于抗旱研究的刺槐无性系皖刺1号(W1)、鲁刺1号(L1)、鲁刺59号(L59)和鲁刺78号(L78),以及用于抗盐研究的东刺56号(D56)、东刺327号(D327)共2个家系、6个无性系。用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件、设置不同盐分(NaCl)梯度的方法,研究了刺槐种子抗逆萌发生理;在持续干旱和控制土壤水分梯度、持续加盐和控制土壤盐分梯度持续干旱4种逆境条件下,比较了一年生刺槐插根苗的生长、光合作用、渗透调节、保护酶活性、光合产物分配、水分状况等方面的变化;分析了限制光合作用的因素;研究了土壤干旱对多胺产生的影响,从根冠通讯的角度测定了根冠部位脱落酸(ABA)含量的数量变化;探讨了盐胁迫对生长和离子吸收、运输、分配的影响;首次研究了水盐胁迫下刺槐无性系的抗逆机理,从无性系水平揭示了不同抗逆能力的刺槐适应水分、盐分、水盐逆境差异的机制。主要研究结论如下: 1.种子抗逆萌发生理 刺槐种子在-2bar水分胁迫、0.3%盐分条件下仍具有较高的发芽能力和活力水平,在此范围内可以进行播种育苗或造林。不同家系的种子间存在抗逆性差异,家系选择具有生产价值。适宜的预处理可以提高种子抗逆萌发能力。研究发现,盐浸种不利于种子逆境萌发;3-5℃低温预处理5天可明显提高种子抗盐萌发能力;10%的PEG处理不仅能提高种子抗旱萌发能力,而且能缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用,表现出明显的交叉适应。 2.刺槐无性系抗旱特性及其生理 干旱胁迫明显抑制了苗木的生长。土壤持续干旱条件下,各无性系生长量随土壤含水量下降迅速下降,土壤含水量10%时,L78、W1和L59生长量已很小,L1基本停止生长。干旱胁迫下根茎比增加,耐旱的无性系表现出诸多代谢特点。如田间持水量为30%(30%FFC)下L78通过增加茎叶水分分配比例来维持叶片功能,此时茎叶同化物含量也相当高,硝酸还原酶(NR)保持较高的活性。综合各项生理生化特点,结合苗高地径生长进行排序,得出抗旱能力顺序为L78 W1 L59 L1,L78生长表现最好。研究表明,刺槐对干旱具有很强的自我调节能力,在持续干旱胁迫下各项生理指标比控水条件下变化剧烈。 持续干旱胁迫条件下,无性系净光合作用速率(Pn)呈直线下降。温度显著影响刺槐叶片Pn,20~30℃是适宜的温度范围。随着干旱胁迫加剧,刺槐无性系叶片蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)下降,胞间CO2浓度(Ci)增加,同化CO2能力下降;由于叶绿素a(Chla)含量的增加,引起叶绿素a+b(Chla+b)、叶绿素a/b


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