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马里兰百日草扎哈拉系列植物抗旱性与耐盐性研究

作　者: 王敏姿
导　师: 张冬林
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 森林培育
关键词: 干旱胁迫盐胁迫百日草生理指标生长指标
分类号: S681.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本课题主要对6种抗旱和耐盐能力未知的马里兰百日草(Z. marylandica)扎哈拉系列(Zahara Series)品种的抗旱性及耐盐性作一个初步研究。设置2个干旱胁迫强度处理(中度胁迫和重度胁迫)和4个盐分胁迫梯度处理(EC(电导率)2.0 dS·m-1,EC 4.0dS·m-1, EC 6.0 dS·m-1和EC 8.0 dS·m-1)。研究在温室条件下这些实验材料对不同程度的干旱和盐分胁迫的形态,生理等的反应,旨在选育出抗旱性或耐盐性较强的品种,同时也为百日草的引种驯化等提供基础性的理论依据。结果表明：(一)抗旱性研究1.所有品种的气孔导度均随干旱胁迫程度的提高而降低。同时发现土壤的含水量与叶片气孔导度呈现正相关关系,二者的变化基本一致.2.随着干旱胁迫水平的提高,6个品种的株高,侧枝数量,生长指数和蓓蕾数量等均呈下降趋势;就花朵直径和开花时间而言,品种之间的差异并不是很大。通过比较发现适度的干旱胁迫可能对提早植物开花有促进作用,但当干旱胁迫超过一定程度时反而会延迟植物开花：随着干旱胁迫程度的提高,所有品种的根和地上部分物质干重都有不同程度的下降;干旱处理水平的升高降低了百日草各品种的根和地上部分的物质干重,但却促进了根与地上部分物质干重的比值的增加。3.研究结果表明,与对照和中度胁迫相比,重度干旱胁迫处理对百日草渗透势变化的影响显著。对照与中度干旱胁迫处理之间不存在显著性差异。并且,在重度干旱胁迫下,所有品种的百日草的叶片渗透势均表现为下降趋势。4.本实验也采用PEG模拟干旱的方法来评价百日草各品种的抗旱能力的。研究的结果表明,在重度干旱条件下,各百日草品种的膜透性均增加,但增加的程度不同。5.干旱胁迫处理过程中,叶片叶绿素含量在不同的百日草品种间出现不规则波动,可能与叶绿素浓缩和降解速度等有关。6.受到干旱胁迫后,百日草所有品种的Fv/Fm和Fv/Fo均呈现下降趋势,产生这种现象的原因可能是水分胁迫会引起百日草所有品种的初始荧光(Fo)的上升和可变荧光(Fv)的下降,而Fo与Fv的上升和下降可能是由光抵制所导致的。综上所述,在6个百日草品种中,’Yellow", "Scarlet"和"Rose Starlight"是抵抗和忍耐干旱能力最强的品种,"Coral Rose"是抗旱能力最弱的品种。"Fire"和"White"则介于两者之间。因此,6个百日草的忍耐和抵抗干旱胁迫的能力为："Yellow"> "Scarlet"和"Rose Starlight"> "Fire"和"White"> "Coral Rose"。(二)耐盐性研究1.盐胁迫诱导气孔关闭,导致盐胁迫下气孔导度降低,通过比较其气孔导度变化程度的大小来判断植物的抗盐能力。2.盐分胁迫抑制了百日草地上部分的生长。减慢了株高生长的速率,降低了地上部分生物量干重,使花朵直径变小,但同时也促进了植物提前开花,增加了植物株型的紧密度。3.6个百日草品种叶片渗透调节能力随着盐胁迫强度的加大而增加,表现为叶片内渗透势随着盐胁迫强度的加大而呈现下降趋势。4.随着盐分胁迫强度的加大,各品种百日草的叶片细胞质膜损伤率也随之增大,但增大的程度却因品种的不同而不同。5.通过比较初生叶和成熟叶叶片中叶绿素含量的变化得出,初生叶中叶绿素含量随着盐胁迫程度的上升呈现上升趋势。成熟叶却出现截然相反的变化趋势。同时我们还发现,尽管在正常条件下,初生叶和成熟叶叶片中的叶绿素含量没有显著的差别,但在经过盐胁迫后,成熟叶中叶绿素的含量明显低于初生叶。6.盐胁迫使叶片中Na+含量显著增加,且随着盐胁迫梯度的增加Na+的含量上升的幅度也在提升。而其它无机离子(K+,Ca2+)的含量,除Mg2+离子外,均随盐胁迫水平的增加表现出略微上升的趋势。综上所述,同时根据对植物外在形态表现的观察发现"Scarlet", "Rose Starlight"和"White"是6个百日草品种中抗盐能力比较强的品种,"Coral Rose", "Yellow"和"Fire"是抗盐能力比较弱的品种。即按其抗盐能力排序为："Scarlet", "Rose Starlight"和"White"> "Coral Rose", "Yellow"和"Fire".但因所有品种均没有在高盐度(EC6.0和EC8.0)下存活,因此得出结论,所有6个品种的百日草忍耐和抵抗盐胁迫的能力都不是很强,均为中度耐盐型植物。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 文献综述  11-27
  1.1 百日草植物概述  11-15
    1.1.1 百日草的形态特征  11
    1.1.2 百日草的分布  11-12
    1.1.3 百日草的生长习性  12
    1.1.4 百日草的分类  12-14
    1.1.5 百日草的栽培历史  14-15
    1.1.6 百日草的园林用途  15
  1.2 植物抗旱性和耐盐性研究现状  15-19
    1.2.1 植物抗旱性国内外研究现状  16-17
    1.2.2 植物耐盐性国内外研究现状  17-19
  1.3 植物抗旱机理和耐盐机理研究现状  19-25
    1.3.1 植物抗旱机理国内外研究现状  20-23
    1.3.2 植物耐盐机理国内外研究现状  23-25
  1.4 本课题的研究目的和意义  25-27
2 百日草抗旱性研究  27-54
  2.1 试验材料,方法及技术路线  27-32
    2.1.1 试验材料  27
    2.1.2 试验处理  27-28
    2.1.3 试验设计  28
    2.1.4 指标测定及方法  28-30
      2.1.4.1 叶片气孔导度的测定  28
      2.1.4.2 生长指标的测定  28
      2.1.4.3 植株地上和地下部分鲜重和干重的测定  28-29
      2.1.4.4 细胞渗透势的测定  29
      2.1.4.5 细胞膜透性的测定  29-30
      2.1.4.6 叶片细胞叶绿素含量的测定  30
      2.1.4.7 叶片叶绿素荧光参数的测定  30
    2.1.5 数据处理  30-31
    2.1.6 技术路线  31-32
  2.2 试验结果及分析  32-49
    2.2.1 干旱胁迫对百日草叶片气孔导度的影响  32-33
      2.2.1.1 干旱胁迫下土壤含水量对百日草叶片气孔导度的影响  32-33
      2.2.1.2 干旱胁迫对不同品种间叶片气孔导度的影响  33
    2.2.2 干旱胁迫对百日草生长的影响  33-39
      2.2.2.1 干旱胁迫对百日草株高,侧枝数目及生长指数的影响  33-36
      2.2.2.2 盐胁迫对百日草蓓蕾和花朵数目,直径及开花时间的影响  36-39
    2.2.3 干旱胁迫对百日草地上和地下部分干重及其比值的影响  39-41
    2.2.4 干旱胁迫对百日草各品种平均单株生物量的影响  41
    2.2.5 干旱胁迫对百日草叶片细胞渗透势的影响  41-44
    2.2.6 干旱胁迫对百日草细胞膜透性的影响  44-45
    2.2.7 干旱胁迫对百日草叶片叶绿素含量的影响  45-47
    2.2.8 干旱胁迫对百日草叶片叶绿素荧光参数的影响  47-49
  2.3 结论与探讨  49-54
    2.3.1 叶片气孔导度与抗旱性  49
    2.3.2 植物的生长指标与抗旱性  49-50
    2.3.3 细胞渗透势与抗旱性  50-51
    2.3.4 细胞膜透性与抗旱性  51-52
    2.3.5 叶绿素含量与抗旱性  52
    2.3.6 叶绿素荧光参数与抗旱性  52-53
    2.3.7 总结  53-54
3 百日草耐盐性研究  54-82
  3.1 试验材料,方法及技术路线  54-58
    3.1.1 试验材料  54
    3.1.2 试验处理  54
    3.1.3 试验设计  54-55
    3.1.4 指标测定及方法  55-56
      3.1.4.1 叶片气孔导度的测定  55
      3.1.4.2 生长指标的测定  55
      3.1.4.3 植株地上和地下部分鲜重和干重的测定  55
      3.1.4.4 土壤盐分积累的测定  55
      3.1.4.5 细胞渗透势的测定  55
      3.1.4.6 细胞膜透性的测定  55-56
      3.1.4.7 叶片细胞叶绿素含量的测定  56
      3.1.4.8 离子吸收含量的测定  56
    3.1.5 数据处理  56-57
    3.1.6 技术路线  57-58
  3.2 试验结果及分析  58-77
    3.2.1 盐胁迫对百日草叶片气孔导度的影响  58-60
      3.2.1.1 正常条件下不同品种间叶片气孔导度的差异  58-59
      3.2.1.2 盐胁迫下百日草不同品种叶片气孔导度的差异  59-60
    3.2.2 盐胁迫对百日草生长的影响  60-64
      3.2.2.1 盐胁迫对百日草株高生长和侧枝数目的影响  60-62
      3.2.2.2 盐胁迫对百日草蓓蕾和花朵数目,直径及开花时间的影响  62-64
    3.2.3 盐胁迫对百日草地上部分生物量干重的影响  64-65
    3.2.4 盐胁迫对土壤盐分积累的影响  65
    3.2.5 盐胁迫对百日草叶片细胞渗透势的影响  65-66
    3.2.6 盐胁迫对百日草细胞膜透性的影响  66-67
    3.2.7 盐胁迫对百日草叶片叶绿素含量的影响  67-69
      3.2.7.1 盐胁迫对百日草不同品种叶片叶绿素含量的影响  67-68
      3.2.7.2 盐胁迫对百日草不同品种初生叶与成熟叶叶片中叶绿素含量的影响  68-69
    3.2.8 盐胁迫对百日草叶片离子吸收的影响  69-77
      3.2.8.1 盐胁迫对百日草叶片Na~+含量的影响  69-71
      3.2.8.2 盐胁迫对百日草叶片K~+含量的影响  71-73
      3.2.8.3 盐胁迫对百日草叶片Ca~(2+)含量的影响  73-74
      3.2.8.4 盐胁迫对百日草叶片Mg~(2+)含量的影响  74-76
      3.2.8.5 盐胁迫对百日草叶片矿质元素选择性吸收的影响  76-77
  3.3 结论与探讨  77-82
    3.3.1 叶片气孔导度与耐盐性  77
    3.3.2 植物的生长指标与耐盐性  77-79
    3.3.3 细胞渗透势与耐盐性  79
    3.3.4 细胞膜透性与耐盐性  79-80
    3.3.5 叶绿素含量与耐盐性  80
    3.3.6 离子吸收与耐盐性  80-81
    3.3.7 总结  81-82
参考文献  82-91
附录A 缩略词表  91-92
附录B 试验图片  92-98
附录C 攻读学位期间发表的学术论文  98-99
致谢  99

马里兰百日草扎哈拉系列植物抗旱性与耐盐性研究

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