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不同杉木无性系在若干逆境下叶绿素荧光参数的比较分析

熊日荣  
【摘要】:杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方最重要的造林树种之一,杉木分布范围广,遍及我国亚热带的l7个省区,其在生长过程中常受到旱涝、高温、冻害、营养等因子造成的环境胁迫,杉木良种的研究突显得重要,而叶绿素荧光动力学经过前人多年的研究,在光胁迫,低温胁迫,高温胁迫,冻害胁迫,大气污染,病害等逆境生理研究中得到广泛应用,因此对杉木在逆境下叶绿素荧光参数的比较分析是杉木良种筛选及杉木逆境生理生化变化机理研究的有效途径。有鉴于此,本文选取了福建杉木研究工程技术中心中7个杉木无性系(FS01、FS04、FS07、FS11、FS13、FS16和FS21)组培苗作为实验材料,分别做了干旱胁迫,营养胁迫和CO_2胁迫处理,据此筛选抗逆性好的杉木良种,探讨杉木逆境下的适应机制。 干旱胁迫选用PEG6000模拟干旱胁迫环境;营养胁迫分别做缺P和缺N处理;根据世界卫生组织对CO_2的评估报道未来20年CO_2浓度将达到800ppm,50年后将达1200ppm。故对杉木无性系设定CO_2胁迫浓度为800ppm,1200ppm。测定胁迫不同时期(0-5天、5-10天、10-15天)不同胁迫浓度各处理的叶绿素荧光参数Fo、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、Fv′/Fm′、qP和NPQ,通过对数据进行比较分析和聚类分析得出主要研究成果如下: 在干旱胁迫下杉木无性系Fv/Fm随着胁迫时间的增加和胁迫程度的加大而降低,并且不同杉木无性系抗旱能力上存在显著差异。在干旱胁迫下,在各类叶绿素荧光参数指标中,光化学效率Fv/Fm及其正相关的Fv/Fo指标上各杉木无性系光分化程度较其他指标高。其中FS13光化学效率Fv/Fm明显高于其他无性系,非光学淬灭NPQ也高于其他无性系,通过聚类分析所有指标数据,结果显示FS13在不同胁迫时期均被聚类在忍耐型,综合指标为优良,可得出杉木无性系FS13在这7各无性系中具有良好的抗旱性。 在营养胁迫下,对几个在逆境胁迫中重要叶绿素荧光计算参数(Fv/Fm,Fv/Fo,NPQ)进行对比分析,在缺P胁迫处理下叶绿素荧光计算参数总体上高于缺N胁迫处理,在缺N胁迫处理下,杉木无性系叶绿素荧光动力受到影响较大。通过对缺N胁迫叶绿素荧光参数进行聚类分析,得出FS07较为敏感,FS01缺N胁迫的抗性较高。通过对缺P胁迫叶绿素荧光参数进行聚类分析,可以推断FS16较其他杉木无性系有着更好的抗性,而FS07对缺P胁迫较其他杉木无性系敏感。 对比分析在CO_2胁迫下杉木各无性系叶绿素荧光参数指标,发现杉木无性系在CO_2胁迫下对Fv/Fo最为敏感,随着CO_2胁迫时间和强度增加有上升的趋势,并且其他叶绿素荧光指标数据变化并不明显,也未达到危害杉木生理健康的水平,可以推断即使在未来50年CO_2浓度升高到1200ppm,也不会对这7个杉木无性系叶绿素荧光动力学指标的造成太大影响。


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