弱光、热锻炼及空气湿度处理对杜鹃花耐热性的影响

发布时间：2020-05-14 05:39

【摘要】：杜鹃花(Rhododendron)是重要的园林绿化观赏植物,同时亦具有较高的应用价值。城市园林中应用的大部分杜鹃花品种最适生长温度为18-25℃,温度超过30℃则生长缓慢,需要温暖湿润、通风凉爽和半阴的环境。但夏季持续的高温极易导致杜鹃花受到抑制和危害,严重影响杜鹃花在城市园林中的推广应用。高温胁迫已成为高山野生杜鹃花引种驯化和杜鹃花园艺品种园林应用的最主要环境限制因素。本试验选择两个杜鹃花品种‘粉珍珠’(Rhododendron'Fen Zhenzhu')及‘状元红’(Rhododendron'Zhuangyuan Hong'),采用人工控制气候法,探究在高温胁迫下弱光、热锻炼及不同空气湿度处理对杜鹃花生长、生理特征、光合作用以及叶片结构的影响,为杜鹃花夏季生产及应用提供理论依据。通过测定杜鹃花气体交换参数、叶片解剖参数以及生理指标(包括相对含水量、相对电导率、叶绿素、渗透调节物质、MDA及H_2O_2的含量以及酶活性)的变化,以期探究不同处理对杜鹃花耐热性影响的生理机制,理清杜鹃花抗热机理,寻找有效提高杜鹃花高温抗性的新途径。实验结果如下:(1)将两个品种杜鹃花置于相对湿度设定为45%、55%、65%、75%及85%(对应的VPD分别为3.64、2.98、2.32、1.66、0.99 kPa),温度设定为38℃的人工气候箱内,进行14天高温的胁迫。结果表明,‘粉珍珠’在75%相对湿度处理下净光合速率下降最少(下降79.8%),而‘状元红’在85%相对湿度处理下净光合速率下降最小(下降75.4%);两个杜鹃花品种在75%和85%相对湿度处理下,RWC下降较小,且电解质在75%相对湿度处理下只有些微的下降;在较高相对湿度下,两个品种杜鹃花叶片受害情况较轻,可能是因为植物可以通过增加总叶绿素含量、降低气孔孔径、气孔密度和单位面积气孔张开数、提高酶活性和渗透调节物质含量以及改善叶片结构来避免损伤。这表明,较高的相对空气湿度在一定程度上可以提高热稳定性。(2)将两个品种杜鹃花植株置于光照强度为3000lx、6000lx、9000lx以及12000lx的38℃人工气候箱中胁迫14天。结果表明,双重胁迫对杜鹃花植株的生长表现产生一定影响,且随着光照强度越低,叶片相对含水量越低,而相对电导率越高;植株净光合速率、叶绿素a与b以及总叶绿素含量均随着光照强度降低而降低。同时,‘粉珍珠’在极弱光照3000lx双重胁迫下,可溶性糖及Pro质量分数均显著增加;‘状元红’则主要依靠可溶性糖以及可溶性蛋白进行细胞渗透的调节。2个杜鹃花品种叶片结构紧密度、结构疏松度以及上表皮气孔密度及气孔开度在各胁迫处理下均表现不同程度的下降,‘粉珍珠’的角质层比在3000lx双重胁迫下明显下降,‘状元红’叶片角质层比在双重胁迫下均显著增加。此外,‘粉珍珠’在3000lx双重胁迫下,MDA增加量最大,这表明,该处理下杜鹃花叶片细胞被破坏较严重。‘粉珍珠’在6000lx、9000lx及12000lx光照及高温胁迫下H_2O_2含量比对照处理要低,这可能要归因于这些处理下POD及CAT具有较高的活性,导致SOD转化成的H_2O_2被大部分清除。这表明在高温弱光双重胁迫下,光照强度越低,对杜鹃花植株的伤害越大。(3)将两个杜鹃花品种置于30℃人工气候箱进行7d的热锻炼后,再分别置于38℃及42℃高温下胁迫14天。结果表明:热锻炼处理通过气孔导度、细胞间隙CO_2摩尔分数及蒸腾速率的不同变化进而提高两个杜鹃花品种的净光合速率;热锻炼提高栅栏海绵组织比,保证了叶片组织结构的稳定;热锻炼处理后,两个品种中渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸质量分数均下降;热锻炼处理后,叶片中H_2O_2和MDA含量下降且差异显著性不同,‘状元红’叶片MDA含量在38℃高温胁迫下变化显著,这是两个品种中SOD、POD和CAT活性变化差异的结果。这些结果说明,热锻炼处理能提高杜鹃花植株的耐热性,其减轻伤害的机理与植物品种有关。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S685.21

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