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水分胁迫及复水条件下外源Ca~（2+）对玉米幼苗根系吸水能力的影响

作　者: 吴妍
导　师: 张岁岐
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物营养学
关键词: 水分胁迫 复水 Ca2+ AQPs 水力导度
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


多变低水环境下根系吸水能力的维持对提高半干旱地区作物的适应性以及农业生产力具有重要的意义。本试验利用PEG-6000模拟水分胁迫（–0.2 MPa）,研究外源Ca2+（在1/2 Hoagland营养液中添加10 mmol L-1 CaCl2）对水分胁迫7 d后及复水2 d,玉米幼苗整株根系及根皮层细胞水力导度（Lpr、Lp）、根系生长发育、根解剖结构、气体交换参数的影响,通过研究获得如下主要研究结果:1.正常水分条件下,Ca2+处理降低了Lpr、Lp （Lpr下降15.55%、Lp下降14.9%）。水分胁迫条件下,Ca2+处理显著提高了Lpr、Lp,促进了水分胁迫时水分运输,增加根系水分供应。复水2 d,Ca2+处理与对照的Lpr分别恢复至正常供水时的97.88 %、59.06%,Lp分别恢复为正常供水时的94.42%、64.51%。进一步用HgCl2检测表明,正常水分条件下,Ca2+处理Hg2+对Lp的抑制程度低于对照,说明正常水分条件下外源Ca2+处理对水通道蛋白（AQPs）活性的影响略低于对照,可能由于高浓度Ca2+使部分AQPs关闭;而水分胁迫条件下,Ca2+处理Hg2+对Lp的抑制程度高于对照,并且对照Hg2+对Lp的抑制程度减小,Ca2+处理Hg2+对Lp的抑制程度增加,说明Ca2+提高了水分胁迫时AQPs活性,促进了水分跨膜运输。复水2 d,外源Ca2+处理AQPs活性恢复至正常供水时的水平,对照AQPs活性未能恢复。2.正常水分条件下,Ca2+处理玉米幼苗叶水势略高于对照。水分胁迫条件下,Ca2+处理与对照ψw均显著降低,但Ca2+处理ψw仍显著高于对照。主要由于Ca2+处理Lpr下降不显著,Tr显著高于对照。复水1 d,Ca2+处理与对照ψw均明显恢复正常供水水平。3.水分胁迫时,外源Ca2+可以维持玉米幼苗叶片较高的光合速率,并且在复水时能够迅速恢复,产生明显的补偿效应,增强玉米幼苗抵御水分胁迫的能力。Ca2+处理植株气孔开度相对稳定,在水分胁迫及复水时显著大于对照,主要由于叶片保水能力增强,气孔阻力相对较小。Ca2+处理植株叶片蒸腾速率也较高,可能由于气孔开度大于对照。对照在水分胁迫时气孔开度较低,进入的CO2减少,Ci大幅度降低;复水后对照光合的恢复滞后于Gs的恢复,Ci逐渐升高。外源Ca2+处理在水分胁迫时Ci升高,光合速率下降的主要因素为非气孔限制;复水时Ci迅速下降,说明Ca2+处理玉米幼苗光合恢复较快。4、根系生长发育结果表明,在正常水分条件下,外源Ca2+处理对根系生长没有影响,但在根解剖结构上Ca2+处理根皮层厚度及木质部中央大导管横截面积减小。水分胁迫条件下,Ca2+处理减缓了水分胁迫对植物生长的抑制作用,增大了根皮层厚度及中央大导管横截面积。复水时Ca2+处理明显促进了侧根发育,增加了根系吸水面积,保证了复水后对地上部生长的补偿,为植株各种生理功能的恢复提供了形态学基础。

全文目录


中文摘要  6-8
英文摘要  8-12
第一章 文献综述  12-21
  1.1 前言  12-16
    1.1.1 根系生长发育对水分胁迫的响应  12-13
    1.1.2 根系吸水与水通道蛋白  13-15
    1.1.3 多变低水环境下补偿效应的研究  15-16
  1.2 钙与植物抗旱性的关系  16-19
    1.2.1 钙的生理作用  16-17
    1.2.2 干旱胁迫下Ca~(2+)的吸收与运输  17-18
    1.2.3 钙对植物抗旱性的作用  18-19
  1.3 钙与AQPs、根系水力导度的关系  19-21
第二章 研究内容和试验方法  21-25
  2.1 研究目的和意义  21-22
  2.2 材料培养  22
    2.2.1 供试材料  22
    2.2.2 材料培养  22
  2.3 测定指标及方法  22-24
    2.3.1 钙含量  22
    2.3.2 干物质量  22-23
    2.3.3 气体交换参数  23
    2.3.4 叶水势  23
    2.3.5 根系形态指标  23
    2.3.6 整根水平水导  23
    2.3.7 细胞水平水导  23-24
    2.3.8 水通道蛋白(AQPs)活性  24
    2.3.9 根系解剖结构  24
  2.4 数据处理  24-25
第三章 水分胁迫及复水条件下外源 Ca~(2+)对玉米幼苗生长、气体交换及水分状况的影响  25-33
  3.1 引言  25
  3.2 结果与分析  25-31
    3.2.1 对水分胁迫下玉米幼苗不同部位钙含量的影响  25
    3.2.2 对水分胁迫下玉米幼苗干物质量、根冠比的影响  25-27
    3.2.3 对玉米幼苗根系形态的影响  27
    3.2.4 对玉米幼苗气体交换参数的影响  27-29
    3.2.5 对玉米幼苗叶水势的影响  29-31
  3.3 讨论  31-33
    3.3.1 Ca~(2+)与水分胁迫下玉米体内钙含量、根冠比  31
    3.3.2 Ca~(2+)与水分胁迫下根系生长发育  31
    3.3.3 Ca~(2+)对玉米幼苗气体交换参数的影响  31-33
第四章 水分胁迫及复水条件下外源 Ca~(2+)对玉米幼苗根系水力导度及根解剖结构的影响  33-38
  4.1 引言  33
  4.2 结果与分析  33-36
    4.2.1 对玉米幼苗整株根系水导的影响  33-34
    4.2.2 Hg~(2+)对玉米幼苗整株根系水导的影响  34-35
    4.2.3 对玉米幼苗根系解剖结构的影响  35-36
  4.3 讨论  36-38
    4.3.1 Ca~(2+)与AQPs、根系水力导度  36-37
    4.3.2 Ca~(2+)与根解剖结构、根系水力导度  37
    4.3.3 根系水力导度与冠层水分状况  37-38
第五章 水分胁迫及复水条件下外源 Ca~(2+)对玉米幼苗根细胞水分关系参数的影响  38-44
  5.1 引言  38
  5.2 结果与分析  38-42
    5.2.1 对细胞膨压的影响  38
    5.2.2 对细胞体积弹性模量的影响  38-39
    5.2.3 对水分跨细胞膜运转的半时间的影响  39
    5.2.4 对细胞水导的影响  39-40
    5.2.5 对根皮层细胞体积的影响  40-42
  5.3 讨论  42-44
    5.3.1 Ca~(2+)与细胞水导  42
    5.3.2 细胞水导与整株根系水导  42-43
    5.3.3 Ca~(2+)与细胞生长  43-44
结论  44-46
参考文献  46-54
致谢  54-55
作者简介  55

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 玉米（玉蜀黍）
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