三种桑树（Morus alba L.）在干旱和盐胁迫下的生长响应及抗逆性比较

发布时间：2020-08-03 08:21

【摘要】：干旱和土壤盐渍化是制约农林业发展的重要因素,探究桑树在干旱和盐两种非生物逆境下的生理生化响应和适应能力,为桑树的品种选育、栽培管理和推广种植提供理论依据。以农桑14号、农桑12号和强桑1号三种盆栽苗为实验材料,采用盆栽控水模拟干旱胁迫(CK和30%FC);向盆栽土壤倒入氯化钠溶液模拟盐胁迫(CK,T0.1和T0.3),对盆栽桑树苗的形态变化和生理和生化响应等进行了研究,主要结果如下:(1)干旱导致三种桑树苗的相对高度生长速率(RHG)、净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)显著下降,气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)显著上升。农桑14号和农桑12号的根干重(RDM)、茎干重(SDM)、叶干重(LDM)和总干物质量(TDM)均显著下降,而强桑1号对照与处理组之间无显著差异。农桑14号的超氧化物歧化酶(SOD)显著下降,过氧化物酶(POD)活性显著上升,强桑1号的丙二醛(MDA)含量显著上升。气孔关闭显著限制了三种桑树的Pn,而农桑14号和农桑12号同时存在非气孔因素的限制。农桑14号和农桑12号通过形态调节(基部脱叶)和气孔调节来适应干旱胁迫,其水分利用方式更适合在湿润地区种植;强桑1号严格控制着各部分生物量的分配,与农桑14号和农桑12号相比,强桑1号更适合在干旱地区种植。(2)盐胁迫下农桑12号和强桑1号各光合色素含量在T0.1处理下上升,而T0.3处理下三种桑树叶片光合色素含量均下降,其中农桑14号光合色素分解显著。三种桑树在盐胁迫下Pn、Gs和Tr下降,且T0.3处理使叶片气体交换抑制程度加深,气孔因素显著限制了Pn,而T0.3处理第7天和T0.1处理第14天,农桑14号Ci上升,表明其Pn的限制还存在非气孔因素。T0.3处理中初始荧光(Fo)显著上升,最大荧光(Fm)、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(q P)和PSⅡ实际量子产额(YⅡ)下降,反映了光合电子传递链中PSⅡ反应中心电子库容减小,光化学转化效率降低,PSⅡ氧化侧和原初电子受体受损,电子传递受抑制。农桑14号和农桑12号在T0.1处理中非光化学淬灭系数(NPQ)上升,而T0.3处理第7天其NPQ均下降,非调节性能量耗散的量子产额(YNO)显著上升,意味着存在大量过剩光能。强桑1号在T0.3处理下NPQ上升,表明桑树叶片PSⅡ中激发能分配发生改变,且强桑1号有更好的热耗散能力。盐胁迫下桑树叶片中SOD、POD、可溶性糖(SS)和MDA均上升,且T0.3处理下POD和SS积累显著;盐胁迫下桑树叶片中MDA均有上升,且农桑12号在盐胁迫第7天MDA含量显著上升,意味着其膜脂过氧化程度较高。(3)桑树在盐胁迫的第7天就产生响应,盐胁迫下桑树能积累可溶性糖来抵抗渗透胁迫,通过提高热耗散来保护光合机构,POD在活性氧(ROS)的清除中起到重要作用,其中农桑14号对土壤盐分十分敏感,表现为光合色素降解严重,PSⅡ能量传递效率受抑,存在光合机构损伤的非气孔限制,同时叶片严重脱落。农桑12号存在一定的抗盐能力,轻度盐处理下(T0.1)其通过提高光合色素含量来适应盐环境,但MDA的数值反映其膜脂过氧化程度过高。强桑1号具有较强的抗盐能力,从光合色素含量,光化学效率和热耗散能力均反映了强桑1号具有更强的抗盐能力。综合分析后认为这三种桑树的抗旱和抗盐性均为:强桑1号农桑12号农桑14号。与此同时农桑14号和农桑12号更快的生长速率,在水肥良好的环境下能更好的生长,即具有更大的生长潜能,建议在立地条件良好的地区种植以发挥其最大的经济效益。而强桑1号具有相对更强的抗逆能力,可以将其作为生态修复树种推广至内陆的干旱和盐渍地区种植,以发挥其防沙治沙、水土涵养等生态功能。
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S888.2
【图文】：

水分利用,干旱胁迫,策略,渗透调节

图 1 植物在干旱胁迫下的水分利用策略Fig. 1 The water utilization strategy under the drought stress.迫的响应与适应认为，盐胁迫对植物的破坏主要可归类为两个方类似，盐胁迫也会以渗透胁迫的方式影响植物的氧化保护系统以及渗透调节系统的变化。Bada中 SOD 和抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate pero抗盐能力均有了显著提升[39-40]。但与干旱不同的a+和 Cl-浓度高，根细胞无法吸收利用土壤中的两种胁迫的机理又有差异，因此许多具有抗旱性迫下植物细胞中参与渗透调节的物质大致有两类和细胞内合成的一些有机溶剂，代谢中间产物，糖类及其衍生物等[43]。的无机离子中，不同植物体内无机离子的比例不

桑树,株高,标准误差,增长速率

差分析(Two-way，ANOVA)对品种和干旱的交互作用进行检验5，利用 SigmaPlot 12.5 软件作图。结果旱胁迫下桑树幼苗株高及形态差异异：如图 2 所示，桑树幼苗的株高受干旱影响十分显著，它们胁迫下均显著下降(P＜0.001)，农桑 14 号下降最多(70.91%)，5%)，强桑 1 号下降最少，三个品种之间的高度生长速率均干旱处理和品种间的交互作用对高度生长速率无显著差异(P=

桑树,农桑,干旱胁迫,形态变化

15 干旱胁迫下桑树盆栽苗形态变化。农 14 对照：农桑 14 号的对照组；农 12 对照：农桑 12 号的对照照：强桑 1 号的对照组；农 14 干旱：农桑 14 号的干旱处理组；农 12 干旱：农桑 12 号的干旱处理组；：强桑 1 号的干旱处理组。 3 The morphological change of potted Morus L. seedlings under the drought stress..2 干旱胁迫下桑树植株生物量的差异表 1 中，与对照相比，农桑 14 号和农桑 12 号在干旱胁迫下的 TDM，RDM，LDM均有显著减少(P＜0.01)，而强桑 1 号处理组与对照组之间各部分的干物显著差异。农桑 14 号的 RDM，SDM，LDM和 TDM分别减少了 47.7%，46.9%，241.5%，其中 RDM降低尤其显著；农桑 12 号的 RDM，SDM，LDM和 TDM分别7%，40.0%，27.82%和 32.76%。另外，干旱胁迫下 RR/S的结果表明，农桑 12

【参考文献】