地毯草种质资源耐铝生理机理研究

发布时间：2020-07-13 03:06

【摘要】：地毯草[Axonopus compressus (Sw.)]野生种质资源是分布于世界热带和亚热带地区的暖季型草坪草,具有丰富的遗传多样性。在中国,主要分布于广东、福建,海南等省的酸性土壤中。酸土中A13+是限制植物生长的主要因子。不同分布区的地毯草种质资源耐铝性可能会存在较大的差异,然而有关地毯草耐铝机理研究鲜有报道。本研究对来自中国5省的86份地毯草种源材料进行耐铝性评价,筛选出耐铝及敏铝种质,并系统研究耐铝及敏铝种质在铝胁迫下的生长状况、营养元素吸收情况、抗氧化系统的酶活性以及有机酸的分泌等变化规律,进而分析地毯草耐铝机理,为选育优良耐铝草坪草品种提供理论依据。研究结果如下:(1 )地毯草种质资源耐铝性评价本研究利用水培法选取相对总二级分枝数比、相对地上部干重、相对地下部干重、相对总茎长比、坪用质量、叶片枯黄率6个指标,对地毯草进行耐铝鉴定。结果表明,在2.1 mM的铝胁迫下,不同地毯草种质间的生长存在显著(P0.05)或极显著(P0.01)相关。不同指标间的的变异系数范围34.1%-78.6%,其中坪用质量最小(34.1%),而枯黄率最大(78.6%);聚类分析表明,86份优良种质被分为三类,即中间型、敏铝型和耐铝型,进而从敏铝型和耐铝型种质中分别筛选出具有代表的S38和S58.。(2 )铝毒对地毯草种质营养元素吸收的影响对T58和S38进行铝胁迫研究发现,铝处理抑制其对营养元素P、Mg、Ca和K的吸收。铝处理后,地毯草耐铝种质和敏铝种质植株的P、Mg、Ca和K含量均发生显著下降(P0.05),其中地毯草地上部分相对P、Ma、Ca和K元素含量分别减少了 43.7%、26.1%、33.2%和34.7%,其根系相对P、Mg、Ca和K元素含量分别减少了 15.4%、29.9%、36.1%和29.1%。地毯草耐铝种质与敏铝种质的地上部分和根系P、Mg、Ca和K元素含量存在显著差异(P0.05)。(3 )铝胁迫下苏木精对地毯草根尖染色差异分析地毯草根尖铝的积累量不同,苏木精染色程度亦不同。地毯草在受到铝胁迫时,铝在根系内的积累量变大,地毯草根系吸收的铝最初积累于根尖顶端。通过苏木精对根系染色,根尖的染色程度最深,并且随着铝处理时间的延长染色逐渐由根尖向上蔓延,染色程度加大。说明耐铝种质在铝胁迫下铝积累的数量和速度远显著(P0.05)弱于敏铝种质。(4 )铝胁迫下有机酸的分泌耐铝极端类型种质T58和敏铝极端类型种质S38在铝胁迫下自主分泌柠檬酸和苹果酸,且存在6.0h滞后期,属于有机酸分泌模式2。研究结果表明,铝处理后耐铝种质的柠檬酸和苹果酸分泌与敏铝种质间存在显著差异(P0.05),敏铝种质分泌量显著(P0.05)低于耐铝种质。(5 )铝胁迫下根系铝积累铝胁迫下,T58和S38根系中铝离子含量显著上升(P0.05),植株根系铝离子积累量随胁迫过程中外界铝离子浓度上升而增加,且S38增加幅度显著高于T58(P0.05)。不同的铝浓度处理,T58根系铝浓度均小于S38。不同铝浓度处理下,耐铝极端类型种质T58根系的铝积累量为对照组的4.4-7.4倍,敏铝极端类型种质S38浓度处理下根系的铝积累量为照组的4.9-9.17倍,表明地毯草耐铝机制之一为根系对外排斥铝离子。(6 )酸性土壤种植对地毯草种源抗氧化系统影响在铝处理条件下,T58和S38的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率均增加,其中T58的SOD含量增加幅度较大,与S38之间存在显著差异(P0.05),说明地毯草可以通过增加抗氧化酶的活性,降低对地毯草伤害。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S688.4
【图文】：

种源,聚类分析,种质,铝胁迫

ｒｅｌａｔｉｖｅ邋ｔｏｔａｌ邋ｓｔｅｍ邋ｌｅｎｇｔｈ（Ｃ４），邋ｔｕｒｆ邋ｑｕａｌｉｔｙ邋（Ｃ５），邋ｌｅａｆ邋ｆｉｒｉｎｇ邋ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ（Ｃ６）．逡逑３．１．３供试材料各指标间的聚类分析逡逑通过聚类（图１）将材料分为三大类，Ａ类为中间型，该类种质包括Ａ１００、逡逑Ａ１０３、Ａ１０６、Ａ１０９、Ａ１１０、Ａｌｌｌ、Ａ１１２、Ａ１１３、Ａ１１４、Ａ１１７、Ａ１１８、Ａ１２０、逡逑Ａ１２Ｋ邋Ａ１２２、Ａ１２３、Ａ１３４、Ａ１３７、Ａ１３９和Ａ１４１，该类种质在铝胁迫下坪用价值逡逑表现较好，这些材料可成为今后新品种的系统选育或杂交育种的材料；Ｂ类为敏铝逡逑型，该类种质包括Ａｌ、Ａ２邋（对照品种）、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、逡逑Ａｌｌ、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６、Ａ１７、Ａ１８、Ａ１９、Ａ２０、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、逡逑Ａ２４、Ａ２５、Ａ２６、Ａ２７、Ａ２８、Ａ２９、Ａ３０、Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４、Ａ３６、Ａ３７邋和逡逑Ａ３８，该类种质在铝胁迫下坪用价值较低，综合指标表现最差；Ｃ类为耐铝型，该逡逑类种质包括邋Ａ３９、Ａ４３、Ａ４７、Ａ５２、Ａ５４、Ａ５３、Ａ５６、Ａ５７、Ａ５８、Ａ５９、Ａ６３、逡逑Ａ６４、Ａ６７、Ａ６８、Ａ６９、Ａ７０、Ａ７１、Ａ７２、Ａ７３、Ａ７４、Ａ７５、Ａ７６、Ａ８１、Ａ８２、逡逑Ａ８３、Ａ８４、Ａ８５、Ａ８７、Ａ８８、Ａ９０和Ａ９３

耐铝,种质,铝处理,对照组

地链草种质资源耐铝生理机理研宄逡逑表４为耐铝型和敏铝型地毯草常用评价指标坪用质量和枯黄率的排名。在３１份耐逡逑铝型地毯草中，坪用质量得分由高到低前五位分别是Ａ５８，Ａ６４，邋Ａ５７，邋Ａ７４，逡逑Ａ４７，枯黄率得分由低到高前五位分别是Ａ５８，Ａ５７，Ａ７６，Ａ８１，邋Ａ７４，选取Ａ５８作逡逑为极端耐铝种质，记作Ｔ５８，进行耐铝生理指标测定。在３６份敏铝型地毯草中，坪逡逑用质量得分由低到高前五位分别是Ａ３８，Ａ２８，邋Ａ３４，Ａ２４，邋Ａ２７，枯黄率得分由高逡逑到低前五位分别是Ａ３０，Ａ１４，邋Ａ３３，Ａ１０，Ａ３８，选取Ａ３８作为极端敏铝种质，记作逡逑Ｓ３８，进行耐铝生理指标测定。逡逑

铝处理,铝含量,根系,种质

／ｎ逡逑Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｃｈｅｃｋ邋＾邋ｒ°邋ＣＴ／ＣＫ％邋Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｃｈｅｃｋ邋Ｃｏｎｔｒｏ１邋ＣＴ／Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ逦逦Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ０．２１７±０．０５７ａ邋０．２７９±０．０３４ａ邋１．１３邋０．４０６±０．０８２ａ邋２．２６３±０．４０８ｂ邋５０．２２５土０．０６４ａ邋０．４３２±０．１２８ｂ邋１．９２邋０．４２６±０．１２２ａ邋５．２８４±邋１．２２３ｂ邋１铝胁迫对地毯草根尖铝积累量的影响逡逑耐铝极端类型种质Ｔ５８和敏铝极端类型种质Ｓ３８在铝处理后根系铝积累量（显著增加，且随着胁迫浓度的增高和胁迫时间的延长，积累量逐渐增大，耐根系铝浓度升幅小于敏铝种质。不同的铝浓度处理，Ｔ５８根系铝浓度均小Ｔ５８根系铝浓度均与Ｓ３８达到显著性差异。处理３６ｈ后耐铝种质在３．５ｍＭ理下根系的铝积累量约为敏铝种质的７３％，实验结果与铝处理后地毯草根染色程度互相印证，种质Ｔ５８根尖染色始终浅于Ｓ３８。铝胁迫下，耐铝极质Ｔ５８根系的铝积累量为对照的４－７．８倍，敏铝极端类型种质Ｓ３８浓度处的招积累量为对照的５．６－Ｕ倍。逡逑ａ逡逑０．６邋－

【参考文献】