不同水分梯度下甘草叶片结构发育及糖代谢特征研究

发布时间：2020-09-02 13:49

　　本文以甘草幼苗为材料,在盆栽条件下,以人工控水模拟土壤干旱生境,观测了不同水分胁迫程度下甘草幼苗植株形态特征以及叶片超微结构;同时测定了叶片光合性能及其碳水化合物代谢特征,主要结果为:(1)水分供应正常情况下(75%),植株叶片鲜绿,叶片繁茂,枝条舒展,生长健壮;在轻度干旱胁迫时(60%),植株叶片仍保持鲜绿,生长旺盛;在中度干旱胁迫时(45%),植株叶片出现发黄和萎蔫,枝条下垂;在重度干旱胁迫时(30%),植株呈现干枯状,叶片发黄边缘卷曲,枝条干枯坏死并严重下垂。随着干旱程度的增加甘草根部粗壮,根毛增多,茎叶萎缩枯黄,地上部/地下部比值减小。干旱程度的增加使甘草植株逐渐失水萎蔫,甘草的生物量也会由地上部转到地下部,根部为适应干旱环境而逐渐增长粗壮。(2)随着干旱胁迫的加重,甘草叶片电解质渗透率、MDA含量呈现逐渐升高的趋势。干旱胁迫导致细胞质膜正常的生理功能发生紊乱。(3)甘草叶片下表皮气孔密度、腺体个数高于上表皮;上表皮气孔开张比、气孔开张宽度高于下表皮。随着干旱胁迫程度的增加,气孔密度、气孔开张比、气孔开张宽度逐渐减少,而腺体个数随干旱胁迫加重呈现递增趋势。甘草受干旱胁迫程度的增加,叶片通过调节气孔的开闭来减少水分损失,在中度干旱胁迫时,甘草的气孔呈现少量气孔关闭的状态,在重度干旱胁迫时,甘草的气孔逐渐倾向于关闭。由此可知,随着生境的变化甘草叶片形态结构会随之改变,这是植物主动适应环境的方式,而且对干旱胁迫生境的这种主动适应,既能提高植株的抗旱能力,又能降低其在干旱环境下所受到的伤害。(4)随着干旱胁迫程度的增加,甘草幼苗叶片的Pn、Tr、和Gs都呈现先升高后降低的趋势,在轻度干旱胁迫时达到最高;而Ci是逐渐上升,在重度干旱胁迫时达到最大。甘草幼苗叶片的叶绿素含量降低,这是甘草通过降低叶片中叶绿素含量和改变光合特性使其避免干旱胁迫带来的伤害做出的一系列生理反应。说明甘草有一定的抗旱性,重度干旱条件下甘草光合作用能力降低,并且限制甘草幼苗光合作用的因素是由非气孔因素导致的。(5)随着干旱胁迫程度的增加,甘草幼苗叶片的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸均呈现逐渐升高的趋势,说明甘草在干旱胁迫下具有一定的渗透调节能力。通过积累渗透调节物质提高细胞的吸水力和保水力。(6)甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量在轻度干旱胁迫时积累的糖最多;而三种糖中蔗糖含量最高,说明甘草叶片是以积累蔗糖为主。SPS有较高的活性,促进了叶片蔗糖的合成。SS-活性在各个水分条件下远大于SS+活性,说明甘草叶片SS分解方向占主要作用。甘草叶片糖的积累与叶中NI、AI活性呈显著负相关。NI活性在各个水分条件下远大于AI活性。甘草叶片淀粉磷酸化酶活性的变化呈现逐渐递减的趋势,与淀粉含量呈负相关。(7)在水分正常对照下,蔗糖与淀粉磷酸化酶呈正相关性,淀粉与NI呈极负相关性。在轻度干旱胁迫时,葡萄糖与SPS呈极负相关性,与淀粉磷酸化酶呈正相关性;果糖与SPS呈极负相关性,与淀粉磷酸化酶呈极负相关性,相关系数为-1.000;淀粉与SS-呈负相关性,与AI,NI呈极正相关性。在中度干旱胁迫时,蔗糖与AI呈极正相关性;果糖与SPS呈正相关性;淀粉与SS-呈正相关性,与淀粉磷酸化酶呈负相关性。在重度干旱胁迫时,葡萄糖与SS-呈极正相关性;果糖与淀粉磷酸化酶呈负相关性;淀粉与SS+呈极正相关性,与NI呈极正相关性,相关系数为1.000。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S567.71
【部分图文】：

示意图,蔗糖合成,源库,蔗糖

在碳水化合物代谢中，蔗糖代谢发挥枢纽功能［６６＇６７］。叶片是光合作用的主要部逡逑位。叶片经光合作用合成蔗糖，最终运到库果实，促进果实的发育和糖分积累，最逡逑终构成产量和品质［６８，６９］。因此，研宄叶片中各种糖分含量的变化尤为重要。图１表逡逑示在碳源合成之后，蔗糖被运送到碳汇，在那里可以被利用或储存。蔗糖转运依赖逡逑于蔗糖转运体。逡逑

外部形态,甘草,梯度,植株叶片

３结果分析逡逑３．１不同水分梯度下甘草外部形态的变化逡逑由图２可以看出，正常供水情况下（７５％），植株叶片鲜绿，叶多繁茂，枝条逡逑舒展，生长健壮；在轻度干旱胁迫时（６０％），植株叶片仍保持鲜绿，长势旺盛；逡逑在中度干旱胁迫时（４５％），植株叶片出现发黄和萎蔫，枝条下垂；在重度干旱胁逡逑迫时３０％），植株呈现干枯状，叶片发黄边缘卷曲，枝条干枯坏死并严重下垂。逡逑＿画逡逑酸．邋ｉ逡逑［媝＿逡逑

甘草,梯度,相对含水量,水分胁迫

Ｆｉｇ．３邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｗａｔｅｒ邋ｇｒａｄｉｅｎｔｓ逡逑３．邋２不同水分梯度下甘草叶片相对含水量的变化逡逑由图４可知，正常供水的对照下，叶片的相对含水量为７５．５％；轻度水分胁迫逡逑时，甘草叶片的相对含水量为６９．６５％；中度水分胁迫时，甘草叶片的相对含水量为逡逑４９．８３％；重度水分胁迫时，甘草叶片的相对含水量仅为２３．３％。呈现随干旱程度的逡逑加深，甘草叶片相对含水量呈降低的趋势，且上述各处理间均到达差异显著水平。逡逑９０邋ｒ逡逑Ｉ邋８０邋＂逦＾逦ｂ逡逑ｇ｜邋７０邋￣逦Ｈ逦＿逡逑Ｉ邋１邋５０邋＇逦Ｉ逦■逦＿逡逑

【参考文献】