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荒漠植物蒙古扁桃耐旱生理特性研究

包玉龙  
【摘要】: 利用自然脱水的土壤干旱胁迫处理法将蒙古扁桃(Prunus mongolica Maxim.)幼苗连续干旱胁迫处理8d,其间土壤水分含量从正常供水的14.00%下降到2.00%,相应的植物水势由-0.68MPa下降到-2.86 MPa,复水3d后幼苗叶水势又恢复到了-0.68MPa,在这基础上从光合特性、渗透调节、氮代谢、抗氧化能力、质膜透性、干旱诱导蛋白变化,动态分析了蒙古扁桃的耐干旱、耐脱水的生理特性。 蒙古扁桃幼苗在光合特性方面,在干旱胁迫的第1d、第2d增加气孔导度的同时增加蒸腾速率来增强根部吸水动力,以适应干旱条件。从第3d开始蒸腾速率降低速度远远大于光合速率,从而提高水分利用率。光合速率在干旱胁迫期间呈单峰曲线,干旱胁迫前期,气孔因素是引起蒙古扁桃幼苗叶片光合速率的下降的主要原因。而在严重干旱胁迫下,限制蒙古扁桃幼苗叶片光合速率的主要原因是叶肉细胞同化能力降低等非气孔因素造成的。 蒙古扁桃幼苗具有较强的渗透调节能力,在连续土壤干旱条件下在干旱胁迫前期小分子量的有机溶剂脯氨酸、可溶性氨基酸及无机离子(K+、Na+)大量积累,到干旱胁迫后期这些物质含量都呈现下降的趋势,复水3d后都回落到对照的水平。可溶性蛋白质含量在干旱胁迫前期呈下降趋势,而到了干旱胁迫后期可溶性蛋白质含量上升,成为蒙古扁桃幼苗主要的渗透调节物质,使蒙古扁桃渗透调节策略发生根本性的转变。 干旱胁迫对蒙古扁桃幼苗氮代谢产生多方面的影响。干旱胁迫前期蒙古扁桃幼苗的硝酸还原酶活性、全氮含量、蛋白酶活性增加。蒙古扁桃幼苗在干旱前期能有效同化硝酸盐,避免硝酸盐积累而造成对植物的伤害;提高蛋白酶活性,蛋白质分解加快,游离氨基酸含量增加,从而增加细胞的溶质质点,使蒙古扁桃幼苗免受伤害。而在严重干旱胁迫时诱导产生干旱诱导蛋白,蒙古扁桃幼苗可溶性蛋白质含量上升,为蒙古扁桃幼苗渗透调节策略的转变提供了物质基础。 作为蒙古扁桃幼苗非酶促氧自由基清除剂-谷胱甘肽在干旱胁迫前期含量下降,后期迅速积累;而抗坏血酸含量在干旱胁迫前期大量积累,后期迅速下降,它们的消长趋势有很好的互补性。谷胱甘肽和抗坏血酸分别是干旱胁迫后期和前期的有效的氧自由基清除剂,它们协同在蒙古扁桃幼苗抗氧化过程中起作用。 蒙古扁桃幼苗质膜透性在干旱胁迫过程中的最大增加量仅为67.27%,复水3d后质膜透性迅速下降,具有极强的调节能力。MDA含量与质膜透性的变化趋势相一致,在第4d达到最高点,比正常水分条件下的增加74.88%。对胁迫期间膜透性的变化与丙二醛含量变化做相关分析表明,两者具有显著的相关性(R=0.768),表明蒙古扁桃幼苗叶片质膜透性的改变是膜脂过氧化的结果。


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