【摘 要】
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本研究以耐性较好的花生品种NH5和HY22,敏感型花生品种NH16和HY20为试验材料,采用室内盆栽的方式,通过分析低温(15℃/10℃)、干旱(田间持水量的40%~45%)及其复合胁迫条件下花生幼苗的形态特征、光合特性、渗透调节作用、抗氧化防御能力和超显微结构等相关指标的变化规律,探究了花生苗期响应低温、干旱及其复合胁迫的生理生化机制,旨在为东北地区花生抗逆栽培提供理论依据和技术支撑。主要研究结
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本研究以耐性较好的花生品种NH5和HY22,敏感型花生品种NH16和HY20为试验材料,采用室内盆栽的方式,通过分析低温(15℃/10℃)、干旱(田间持水量的40%~45%)及其复合胁迫条件下花生幼苗的形态特征、光合特性、渗透调节作用、抗氧化防御能力和超显微结构等相关指标的变化规律,探究了花生苗期响应低温、干旱及其复合胁迫的生理生化机制,旨在为东北地区花生抗逆栽培提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.四个品种幼苗在生长发育方面表现出显著差异,NH5和HY22的主茎高、叶面积、鲜重、干重的生长幅度高于NH16和HY20,与低温和干旱的单一胁迫相比,复合胁迫更加显著地影响了花生幼苗的生长发育;各品种的根系活性随胁迫下降,在复合胁迫下根系活性降幅最大,与耐性品种NH5和HY22相比,敏感品种NH16和HY20根系活性降幅更大。2.随着胁迫程度的加深,在光合生理方面,四个品种间以及各品种在不同处理间均表现出显著差异。各品种的光合能力在遭受胁迫后显著下降,干旱胁迫对光合能力的影响更大,其次是复合胁迫、低温胁迫;随胁迫时间的延长,各品种的光耗散能力逐渐减弱,因此,非光化学淬灭系数(NPQ)在胁迫前期升高,胁迫后期下降;在恢复正常条件培养后,各品种的光合能力得到了一定程度的恢复,部分指标在短期内仍然不能恢复至对照水平,如叶绿素含量。3.植物在胁迫条件下,渗透调节物质的积累也是一种抵御逆境的方式。各品种植株的水分含量在遭受胁迫时变化显著。各品种的相对含水量在胁迫期间显著下降,其中干旱胁迫下下降幅度最大,其次是复合胁迫;各品种的自然饱和亏随胁迫时间的延长逐渐上升,干旱胁迫下的自然饱和亏峰值远高于低温和复合胁迫;在品种间表现为敏感品种失水更严重。在遭受胁迫时,各品种叶片中的渗透调节物质开始积累来对抗逆境,敏感品种NH16和HY20幼苗叶片中渗透调节物质的积累量的峰值更高,而耐性品种中这种变化相对稳定;各品种在干旱胁迫与复合胁迫时渗透调节物质含量的变化更加显著。恢复正常条件培养3天后,敏感品种的渗透调节物质的含量仍然显著高于对照水平。4.花生幼苗在胁迫条件下,体内活性氧的含量显著增加,其中,敏感品种NH16和HY20随着胁迫时间的延长,幼苗内活性氧的含量积累远高于耐性品种NH5和HY22,在处理间活性氧含量表现为复合胁迫高于干旱胁迫高于低温胁迫,恢复正常条件培养后活性氧含量下降。从抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性来看,耐性较好的品种NH5和HY22的抗氧化能力比敏感型品种NH16和HY20更强。各品种SOD酶与POD酶活性在胁迫处理期间先升高后降低,耐性品种NH5和HY22的CAT酶活性先上升后下降,但敏感品种CAT酶的活性在处理期间持续下降;各品种在干旱或低温的单一胁迫时抗氧化酶活性更强,复合胁迫时抗氧化酶活性稍弱,在恢复正常条件培养后,耐性品种的抗氧化酶活性下降至对照水平,敏感品种抗氧化酶活性仍显著高于对照。5.在对照条件下,各品种的细胞、叶绿体和线粒体的结构具有较高的完整性。敏感品种NH16和HY20在干旱胁迫下失水严重,中央大液泡完全消失,叶绿体膜结构和基质片层结构受损严重,淀粉粒外流,线粒体膜溶解,脊消失,耐性品种NH5和HY22表现优于敏感品种,保持了相对完整的膜结构以及部分结构清晰的叶绿体基质片层;恢复正常条件培养后,复合胁迫处理过的NH5机制片层排列杂乱,NH16液泡中出现大量代谢产物,HY20中仍然未看到液泡且观察到质壁分离现象,线粒体仍损伤严重;与单一胁迫相比,复合胁迫条件对叶片细胞和细胞器的影响更严重。
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