腐植酸缓解燕麦干旱胁迫伤害的生理机制

发布时间：2020-09-03 21:32

　　 燕麦主要种植在干旱和半干旱地区,干旱成为燕麦增产增收的主要限制因素。喷施腐植酸(HA)水溶性肥料能提高作物的抗旱性与产量,但其机理尚不明确。本研究以白燕2号和燕科2号为供试材料,研究在大田条件下喷施HA对燕麦不同生育时期光合作用和产量的影响,盆栽不同干旱胁迫下喷施HA对燕麦不同生育时期地上部分干物质量的影响,不同干旱胁迫对叶片超微结构的影响,以及重度干旱胁迫下喷施HA对燕麦叶片超微结构、渗透调节物质、内源激素含量的影响,并分析重度干旱胁迫条件下喷施HA对干旱胁迫应答基因表达量的影响,揭示HA缓解燕麦重度干旱胁迫伤害的机制。主要结果如下:1.喷施HA能提高燕麦光合速率、地上部分干物质量,降低干旱胁迫下产量损失。喷施HA显著增加叶片净光合速率(P_n)(P0.05,下同),随着叶片位置的降低,HA对叶片光合参数的影响下降,随着生育期的推进,HA的影响提高,白燕2号产量提高比例大于燕科2号。不同干旱胁迫处理下喷施HA地上部分干物质量均显著增加,重度干旱胁迫下喷施HA,两品种地上部分干物质量的增加比例最大。2.喷施HA能降低重度干旱胁迫对燕麦叶肉细胞超微结构的损伤程度。轻度干旱胁迫下,叶片表皮细胞饱满,气孔微张,叶绿体变圆,线粒体略有膨胀,结构尚未出现明显的损害;重度干旱胁迫,气孔关闭,表皮细胞干瘪,叶绿体内部出现较大的空腔,线粒体外被膜解体,内含物外流。在重度干旱胁迫下喷施HA与未喷施相比,尚未改变气孔的开启度,但表皮细胞较饱满,叶绿体和线粒体受损程度降低。3.喷施HA显著影响重度干旱胁迫燕麦叶片渗透调节物质的含量。与正常水分条件相比,重度干旱胁迫下脯氨酸(Pro)、可溶性糖、腐胺(Put)和亚精胺(Spm)含量均显著升高,其中Pro含量增加4.42倍。重度干旱胁迫下喷施HA与未喷施相比,Pro、精胺(Spd)和Spm含量显著增加,增加比例分别为7.53%、1.22和1.42倍,Put含量显著降低,Spd/Put和Spm/Put均显著增加,可溶性糖含量变化不显著。4.重度干旱胁迫下喷施HA主要影响的糖分是蔗糖和核糖。在燕麦叶片中共检测出常见的单糖和低聚糖16种,通过主成分分析发现在重度干旱胁迫下HA主要影响的是核糖和蔗糖含量。重度干旱胁迫与正常水分条件相比,蔗糖和核糖显著升高。重度干旱胁迫下喷施HA与未喷施相比,蔗糖和核糖含量均显著降低。5.喷施HA改变重度干旱胁迫下叶片内源激素的含量。正常水分条件下喷施HA与未喷施相比,叶片内源酸性激素脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和生长激素(IAA)含量变化不显著。与正常水分条件下相比,重度干旱胁迫下ABA、JA和SA含量显著升高,IAA含量显著降低,其中JA和ABA含量增加比例较大,分别为63.87%和67.86%。重度干旱胁迫下喷施HA与未喷施相比,内源ABA、JA和SA显著降低,ABA含量降低比例最大,为11.17%。6.喷施HA能够诱导干旱胁迫应答基因NAC转录因子家族基因AsNAC1,茉莉酸合成相关基因(CL3266)和膜蛋白基因(CL2689)的表达。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.6
【部分图文】：

图 1 燕麦全生育期不同月份降雨量Fig.1 Rainfall in different months of oat growth period育时期土壤含水量2014 年武川县的旱坡地土壤含水量如图 2 所示，从播.61%-15.05%之间，播种期土壤含水量最低，2 年平5.05%，拔节期为 9.23%，灌浆期（灌浆中期，8 月

图 1 燕麦全生育期不同月份降雨量Fig.1 Rainfall in different months of oat growth period同生育时期土壤含水量 年和 2014 年武川县的旱坡地土壤含水量如图 2 所示，从播种到灌量在 6.61%-15.05%之间，播种期土壤含水量最低，2 年平均为 6.6均为 15.05%，拔节期为 9.23%，灌浆期（灌浆中期，8 月中旬）为

4.2.1 不同干旱胁迫对表皮细胞和气孔的影响燕麦叶片上、下表皮细胞形状规则，由长型细胞和短型细胞组成，表皮细胞均顺着叶长轴成行排列（图4）。气孔器均为长形，气孔关闭或者微张，由4个细胞组成，2个哑铃形保卫细胞和2个肾形副卫细胞(图4E、F)。正常水分条件下，表皮凸凹不平，形成脊和沟，表皮毛分布在脊上，成为表皮毛带，气孔分布在脊的两侧，成为气孔带(图4B)，叶片表皮细胞皱褶，下表皮较上表皮更为明显（图4A、B），下表皮脊较为突出(图4D)；表皮毛主要分布在下表皮(图4D)。下表皮气孔下陷，副卫细胞空瘪（图4F）

【参考文献】

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本文编号：2811985