三叶草在干旱胁迫下的生理反应研究

论文摘要

白三叶(Trifolium repens L.)是三叶草属豆科植物,其草姿美、颜色绿、绿色期长,是草坪草的骨干草种之一。白三叶具有固氮能力,种植白三叶可提高土壤肥力、增加地面覆盖、控制杂草生长、保持土壤温度、减少土壤侵蚀。目前,中国城市化建设快速发展,新农村建设也在逐步推进,三叶草作为优良的草坪草,具有良好的推广前景。但是白三叶的生态幅比较狭窄,抗逆性不强,推动白三叶产业的发展,需要对三叶草进行更多的基础性研究。本文以白三叶草品种瑞文德为试验材料,以不同浓度渗透溶液处理模拟自然干旱胁迫,研究在不同模拟干旱胁迫条件下白三叶草叶片的某些生长指标、光合参数、抗氧化酶活性、质膜透性的变化规律,通过比较白三叶草对不同程度干旱的生理反应差异,初步探讨干旱胁迫对白三叶草的生理伤害及白三叶草对干旱的生理适应性,为这种优质草坪草在干旱、半干旱地区的大面积种植提供理论参考依据。主要结果如下:1.干旱胁迫对白三叶草生长指标的影响本试验测定了在甘露醇溶液模拟干旱胁迫条件下三叶草干重、鲜重及含水量的变化。结果表明:不同程度干旱胁迫均使三叶草干鲜重下降,但下降的程度有所不同,400 mM甘露醇处理下,干、鲜重下降较快。同时叶片的相对含水量也降低,叶片表现出生长缓慢,并随着胁迫时间的延长叶片表现出萎蔫现象。这说明在干旱胁迫条件下白三叶草对水分匮缺比较敏感,干旱胁迫影响了三叶草干物质的积累,造成植物生长受到抑制。2.干旱胁迫对白三叶草光合作用的影响本试验测定了甘露醇溶液模拟干旱胁迫条件下三叶草光合参数(光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度)的变化。结果表明:不同干旱胁迫条件下,白三叶草光合速率的变化有所差异,200 mM甘露醇处理下净光合速率先降后升,与该胁迫处理下的气孔导度的变化基本吻合,但在400 mM甘露醇处理下,净光合速率一直下降,而气孔导度在处理后期有所上升,说明净光合速率的下降是由非气孔导度影响的结果。而叶绿体色素含量的降低和叶绿素a/b比值升高,说明叶绿素含量的降低是导致光合速率降低的因素之一。短时干旱胁迫下,胞间二氧化碳浓度出现下降,随胁迫时间的延长,胞间二氧化碳浓度有所上升,进一步说明此时净光合速率的下降部分是由非气孔导度影响的结果。3.干旱胁迫条件对白三叶草抗氧化物酶活性和细胞膜透性的影响在不同程度的甘露醇渗透胁迫下,白三叶体内的SOD和POD活性在200 mM甘露醇渗透胁迫下随着处理时间的延长而呈上升趋势,干旱胁迫下SOD和POD活性增强,可以有效地消除活性氧自由基,使白三叶减轻受伤害的程度,而在400mM甘露醇渗透胁迫下SOD和POD活性虽然有短时间的增强,但随即表现出急剧下降,这也表明400 mM甘露醇处理已经严重破坏了细胞的正常生理反应,在此胁迫条件下植物表现出生长停滞并且大量组织死亡。在400 mM甘露醇渗透胁迫处理下白三叶细胞膜透性的急剧增加也表明,在此渗透胁迫下白三叶细胞膜系统遭到严重破坏,与SOD和POD活性急剧下降有直接关系。4.干旱胁迫对白三叶草游离脯氨酸(Pro)含量的影响本试验测定了甘露醇溶液模拟干旱胁迫条件下叶片中游离脯氨酸(Pro)含量的变化,结果表明:随着甘露醇渗透胁迫程度的加重,叶片中游离脯氨酸随之增加,轻度胁迫处理6天后脯氨酸的增加幅度已经达到显著差异,表明白三叶也能在干旱胁迫下积累大量的脯氨酸以应对胁迫,400 mM甘露醇渗透胁迫下虽然脯氨酸的含量是对照组的2.3倍,但由于植物严重缺水导致生理代谢的紊乱,白三叶并没表现出更高的抗性,这表明此时脯氨酸含量的增加是生理代谢紊乱的表现,也表明白三叶草并不是很耐旱的植物。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 干旱胁迫对植物生长的影响
• 1.2 干旱胁迫对植物含水量的影响
• 1.3 干旱胁迫对叶片质膜透性的影响
• 1.4 干旱胁迫对植物活性氧代谢的影响
• 1.5 渗透调节机理
• 1.5.1 干旱胁迫程度与渗透调节作用的关系
• 1.5.2 抗旱性强弱与渗透调节
• 1.6 干旱胁迫对植物光合作用的影响
• 1.6.1 气孔因素
• 1.6.2 非气孔因素
• 2 材料与方法
• 2.1 材料的培养和处理
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 材料培养
• 2.1.3 材料处理
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 单株植物鲜重、干重和含水量的测定
• 2.2.2 净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、呼吸速率、水分利用率的测定
• 2.2.3 叶绿素含量的测定
• 2.2.4 游离脯氨酸（Pro）含量的测定
• 2.2.5 质膜相对透性的测定
• 2.2.6 超氧化物岐化酶（SOD）活性的测定
• 2.2.7 过氧化物酶（POD）活性的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 不同程度干旱胁迫对白三叶草生长和生理指标的影响
• 3.1.1 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片鲜重和干重的影响
• 3.1.2 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片相对含水量的影响
• 3.1.3 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片叶绿素含量的影响
• 3.1.4 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片气孔导度和胞间二氧化碳浓度的影响
• 3.1.5 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片细胞膜透性的影响
• 3.2 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片代谢指标的影响
• 3.2.1 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片净光合速率和呼吸速率的影响
• 3.2.2 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片蒸腾速率和水分利用效率的影响
• 3.3 不同程度干旱胁迫条件对白三叶草叶片抗氧化物酶活性的影响
• 3.3.1 不同程度干旱胁迫对白三叶草叶片SOD 活性的影响
• 3.3.2 不同程度干旱胁迫对白三叶叶片POD 活性的影响
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文