杉木耐低磷和铝毒种质资源筛选及其耐性生理机制研究

发布时间：2020-08-15 11:22

【摘要】：杉木具有速生、材质优良和干型通直优美等特点,是我国南方一种优良的造林树种,同时因其对贫瘠、干旱和铝毒等环境的适应能力强,因此它也是贫瘠的园林绿化用地土壤上理想的绿化树种。它不仅能显著改善城市景观,还能充分发挥园林绿化的生态功能,因此在园林绿化中占据一定地位。由于杉木喜酸性土壤,这种土壤属于我国南方山地常见的富铁铝化酸性土壤,研究表明低磷和铝毒是酸性土壤中限制植物生长的主要障碍因子,然而,目前关于杉木如何适应磷铝耦合胁迫潜在的机理尚不完全清楚。因此,本试验以72个杉木优良家系为研究材料,通过对供试杉木优良家系生长情况进行分析以及对不同处理下不同杉木家系氧化损伤相关指标进行测定并结合隶属函数法进行综合评价,以期对杉木优良家系的耐低磷和铝胁迫能力做出定性分析,随后选取耐低磷和铝胁迫差异显著的2个杉木家系,开展杉木耐磷铝耦合胁迫的潜在机理研究,以期为杉木园林种植选择提供理论依据,使其在城市园林建设中得到推广。主要研究结果如下:1.用隶属函数法对生长于黄心土上的72个杉木家系的生物量(地径、株高、侧枝)进行比较,发现杉木家系3号,26号,5号显著高出平均值,分别比其高出24.44%、24.22%、8.85%,杉木家系22号,55号,12号显著低于平均值,分别比其低了 22.00%、28.67%、31.94%。因此,初步研究结果得出抗性较强的3个杉木优良家系为3号、5号、26号,而抗性较弱的3个杉木优良家系为22号、55号、12号。2.用生理学方法,分析了不同处理(有磷无铝(CK)、有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝)下6个杉木家系叶片在不同时间段的MDA含量、可溶性蛋白含量和根系活力。结果表明6个杉木家系在不同胁时间和不同处理下,6个杉木家系叶片MDA含量、可溶性蛋白含量和根系活力都存在显著差异。随着胁迫时间的延长6个杉木家系的MDA含量都是先增加后降低。可溶性蛋白含量都有增加的趋势,根系活力都有降低的趋势,但不同家系走势不同。综合分析得出磷铝耦合胁迫下6个杉木家系的抗性由强到弱分别为:3号26号5号55号22号12号,该结果与生物量评价结果基本一致。3.结合上述初步筛选评价结果,我们选出杉木家系3号(耐低磷和铝胁迫)和12号杉木家系(对低磷和铝胁迫敏感)共2个家系通过沙培模拟磷铝耦合胁迫[共4种处理(有磷无铝(CK)、有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝)]研究磷铝耦合胁迫对杉木不同家系AsA-GSH循环系统及相关保护酶活性的影响。结果表明,在不同处理下杉木家系12号和3号的抗氧化系统保护酶(CAT、POD、SOD和PPO)和ASA-GSH循环相关酶活性存在显著差异。与对照相比,在不同处理下,杉木家系12号和3号的保护酶和GR、APX、MDAR、DHAR活性都增加,且3号的增幅大于12号。ASA和DHA含量都增加,3号的ASA含量增幅大于12号,DHA含量增幅小于12号,且在有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝处理下杉木家系12号和3号的ASA/DHA分别为0.85、1.60、1.60和1.88、1.99、1.89。在有磷有铝处理下杉木家系12号和3号的GSH和GSSG含量都增加,且3号的GSH增幅大于12号,GSSG增幅小于12号;在无磷有铝和无磷无铝处理下12号和3号的GSH和GSSG含量都降低,且3号的GSH降幅小于12号,GSSG降幅大于12号。且在有磷有铝、无磷有铝、无磷无铝处理下杉木家系12号和3号的GSH/GSSG的比值分别为3.35、4.77、5.09和5.64、7.23、5.32。抗氧化酶的活性越高,抗氧化物ASA/DHA和GSH/GSSG值越大,抗性越强。说明3号家系可能通过增加抗氧化酶和抗氧化剂的值来清除活性氧(ROS),进而增强其对磷铝耦合胁迫的耐性。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S791.27

【参考文献】