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白刺抗旱生理生化指标测定及抗旱性研究

作　者: 高暝
导　师: 李毅
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 白刺抗旱性种源生境 PEG胁迫隶属函数法
分类号: S793.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文以不同种源白刺为研究对象,测定PEG-6000渗透胁迫处理下武威、张掖及酒泉三个地理种源的白刺叶片生理生化指标及甘肃省从东到西不同生境的天然种群白刺叶片生理生化指标。得出以下结论:(1)甘肃省从东向西水分梯度递减条件下,不同生境白刺叶片丙二醛(MDA)含量增多,同时伴随着O-.2产生速率提高,相应诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,渗透调节物质脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)含量增加,使白刺细胞维持较低的水势,抵抗干旱胁迫的伤害。(2)自东到西各生境的白刺叶片净光合速率(Pn)均表现为单峰曲线,其中兰州生境显著高于张掖、武威生境(P<0.05),极显著高于酒泉生境(P<0.01);各生境白刺叶片蒸腾速率(Tr)日变化曲线也表现出明显的单峰特征,兰州生境显著高于张掖、武威生境(P<0.05),极显著高于酒泉生境(P<0.01);水分利用效率(WUE)的日变化规律与Pn相似。白刺叶片光合速率同时受气孔因素和非气孔因素的双重调节。(3)自东到西各生境白刺叶片PSⅡ反应中心遭到破坏,其中酒泉生境受影响最大,其次为张掖、武威、兰州生境;PSⅡ原初光能转化效率随光强降低,且酒泉生境白刺叶片PSⅡ原初光能转化效率下降的时刻明显提前;PSⅡ电子传递量子产量随光强下降,酒泉生境下降显著低于其他生境(P<0.05),张掖、武威生境显著低于兰州生境(P<0.05);酒泉、武威、张掖生境吸收的光能较多以热能的形式进行耗散,而兰州生境吸收的光能较多地用于光化学反应。(4)PEG渗透胁迫下:A:武威种源叶片相对含水量(RWC)高于张掖、酒泉种源,随胁迫浓度增大和胁迫时间延长,3个种源白刺叶片RWC均呈下降的趋势,武威种源下降幅度最大,张掖种源次之,而酒泉种源降幅最小。在胁迫72小时下降至最低值,且与对照差异显著。B:3个种源MDA含量均随胁迫浓度的增大和胁迫时间的延长呈现升高的趋势,只是在胁迫时间较短时MDA含量较对照升高幅度较大,胁迫时间较长时升高幅度减缓。三个种源与对照MDA含量差异显著(P<0.05),其中武威种源MDA积累最明显。C:3个种源SOD活性均呈上升趋势;不同胁迫处理后, CAT活性差异较大:低浓度胁迫(5%)处理后,3个种源酶活均呈先升后降的趋势;中浓度胁迫(10%和15%)下,三个种源酶活均降到对照水平以下;20%胁迫处理后,三个种源酶活性均呈先升后降的趋势。其中酒泉种源CAT活性积累最大,其次为张掖种源,武威种源积累最小。D:三个种源Pro、SP含量均随胁迫浓度增大和胁迫时间延长而呈上升的趋势,其中酒泉种源Pro含量积累最大,其次为张掖种源,武威种源积累最小;张掖种源的SS含量随胁迫浓度增大和胁迫时间延长呈现上升的趋势,而武威、酒泉两个种源SS含量则呈现先升后降的趋势,但均显著高于对照(P<0.05)。E:三个种源白刺总叶绿素(Chl)含量均随胁迫处理的加深呈现先上升后降低的趋势,其中酒泉种源Chl含量积累最大,其次为张掖种源,武威种源积累最小。叶绿素a,叶绿素b与总叶绿素呈现出相同的变化趋势。(5)PEG渗透胁迫下三个种源RWC与SOD活性、SP、MDA、Pro、SS、Chl均成极显著负相关;MDA与SOD、Pro、SP、SS均成极显著相关;Chl与SP、MDA、Pro、SS成极显著或显著相关;Pro、SS、SP、SOD之间呈极显著或显著相关。(6)主成分分析看出,白刺的第一主成分为相对含水量、膜脂过氧化产物丙二醛、渗透调节物质和叶绿素,第二主成分为超氧化物歧化酶,第三主成分为过氧化氢酶。(7)用渗透胁迫下对不同种源白刺测得的各项抗旱指标来计算隶属函数值,作为抗旱性的综合评判。其抗旱排序为:酒泉种源>张掖种源>武威种源。

全文目录

摘要  2-4
Summary  4-7
符号说明  7-11
1 绪论  11-22
  1.1 研究目的及意义  11-13
  1.2 植物抗旱性研究现状  13-19
    1.2.1 干旱对植物形态特征的影响  14-15
    1.2.2 植物抗旱生理生化指标的研究  15-19
  1.3 白刺研究概况  19-21
    1.3.1 分类研究  19
    1.3.2 生物学研究  19-20
    1.3.3 生态学研究  20-21
  1.4 聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫的研究及应用现状  21-22
2 材料与方法  22-29
  2.1 试验设计  22-23
    2.1.1 甘肃省不同生境天然白刺叶片生理生化指标比较分析研究  22-23
    2.1.2 模拟干旱处理下不同地理种源白刺叶片生理生化指标比较分析研究  23
    2.1.3 综合评价白刺的抗旱性  23
  2.2 试验材料  23-24
  2.3 测定指标与方法  24-28
    2.3.1 相对含水量(RWC)  24
    2.3.2 丙二醛(MDA)含量  24-25
    2.3.3 超氧阴离子(?)产生速率  25
    2.3.4 脯氨酸(Pro)  25-26
    2.3.5 可溶性糖(SS)  26
    2.3.6 可溶性蛋白(SP)  26-27
    2.3.7 超氧物歧化酶(SOD)活性  27-28
    2.3.8 过氧化氢酶(CAT)活性  28
    2.3.9 叶绿素  28
    2.3.10 光合参数的测定  28
    2.3.11 叶绿素荧光参数的测定  28
  2.4 数据处理及综合分析方法  28-29
3 结果与分析  29-51
  3.1 不同生境白刺叶片生理生化指标比较分析  29-41
    3.1.1 不同生境白刺叶片相对含水量的比较  29
    3.1.2 不同生境白刺叶片膜脂过氧化程度的比较  29-30
    3.1.3 不同生境白刺叶片抗氧化酶活性的比较  30
    3.1.4 不同生境白刺叶片渗透调节物质的比较  30-31
    3.1.5 不同生境白刺叶片可溶性蛋白含量的比较  31
    3.1.6 不同生境白刺叶片叶绿素含量的比较  31-32
    3.1.7 不同生境白刺叶片光合特征参数日变化分析  32-37
    3.1.8 不同生境白刺叶片光合特征参数的相关分析  37-39
    3.1.9 不同生境白刺叶片叶绿素荧光参数日变化特征  39-41
  3.2 渗透胁迫下三个地理种源白刺叶片生理生化指标比较分析  41-51
    3.2.1 渗透胁迫对3 个地理种源白刺叶片相对含水量的影响  41
    3.2.2 渗透胁迫对3 个地理种源白刺膜脂过氧化的影响  41-43
    3.2.3 渗透胁迫对3 个地理种源白刺抗氧化物酶活性的影响  43-45
    3.2.4 渗透胁迫对3 个地理种源白刺渗透调节物质的影响  45-46
    3.2.5 渗透胁迫对3 个地理种源白刺可溶性蛋白的影响  46-47
    3.2.6 渗透透胁迫对3 个地理种源白刺叶绿素的影响  47-49
    3.2.7 渗透胁迫下3 个地理种源白刺各生理指标相关性分析  49-50
    3.2.8 主成分分析  50
    3.2.9 不同地理种源白刺抗旱能力综合评价  50-51
4 讨论  51-56
  4.1 甘肃省不同生境白刺叶片生理生化指标差异分析  51-53
    4.1.1 甘肃省不同生境白刺叶片膜脂过氧化程度分析  51
    4.1.2 甘肃省不同生境白刺叶片抗氧化酶活性的比较  51
    4.1.3 甘肃省不同生境白刺叶片渗透调节物质的比较  51-52
    4.1.4 甘肃省不同生境白刺叶片叶绿素含量的比较  52
    4.1.5 甘肃省不同生境白刺叶片光合作用日变化分析  52-53
    4.1.6 甘肃省不同生境白刺叶片荧光参数日变化分析  53
  4.2 渗透胁迫下不同地理种源白刺叶片生理生化指标差异分析  53-56
    4.2.1 渗透胁迫下不同地理种源白刺叶片相对含水量变化分析  53-54
    4.2.2 渗透胁迫下不同地理种源白刺叶片膜脂过氧化程度分析  54
    4.2.3 渗透胁迫下不同地理种源白刺叶片抗氧化酶活性比较分析  54
    4.2.4 渗透胁迫下不同地理种源白刺叶片渗透调节物质变化比较  54
    4.2.5 渗透胁迫下不同地理种源白刺叶片叶绿素变化比较  54-55
    4.2.6 渗透胁迫下3 个地理种源白刺各生理指标相关性分析  55
    4.2.7 不同种源白刺抗旱评价指标的筛选与评价体系的建立  55-56
  4.3 其他问题  56
5 结论  56-59
致谢  59-60
参考文献  60-65
个人简介  65-66
导师简介  66-67

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