干旱和盐胁迫对花楸幼苗生理生化特性的影响

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花楸树(Sorbus pohuashanensis),分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、甘肃、山东,多为落叶乔木或灌木。果实颜色丰富,具观赏、食用、药用、文化价值。本试验以二年生花楸树实生幼苗为材料,采用花盆栽培的方法,设置4个干旱胁迫梯度处理:土壤相对含水量80%(对照);土壤相对含水量60%(轻度胁迫);土壤相对含水量40%(中度胁迫);土壤相对含水量20%(重度胁迫);采用0%、0.15%、0.30%、0.45%和0.60%5个盐胁迫梯度,对花楸幼苗的叶片相对含水量、光合特性、荧光特性与生化特性进行方差分析与主成分分析,旨在分析花楸树在盐分、干旱胁迫下指标的不同变化,进而为花楸树在缺水地区及盐碱地区的栽培提供一定的理论依据。主要研究结果如下:(1)干旱胁迫下,叶片相对含水量逐渐降低,在轻度与中度胁迫下的下降幅度较小且维持在较高水平;在重度胁迫下,下降幅度较大,这说明花楸树叶片的保水能力在逐渐降低。(2)干旱胁迫下,花楸幼苗净光合速率、蒸腾速率逐渐降低,气孔导度先增加后降低,胞间二氧化碳浓度先降低后升高。说明胁迫前期引起花楸光合速率下降的主因是气孔因素,胁迫后期引起光合速率下降的主因是非气孔因素。(3)干旱胁迫下,叶片可溶性蛋白含量先升高后降低,表明胁迫初期通过累积可溶性蛋白使渗透势降低,进行渗透调节,但花楸的自我调节能力会随着胁迫程度加剧受到抑制。叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性均先增大后减小,说明胁迫初期保护酶活性上升,随着胁迫时间的增加,花楸树叶片中的保护酶活性下降,对干旱的适应能力明显下降。叶片丙二醛含量逐渐增加,016d时,在轻度胁迫、中度胁迫下,花楸树丙二醛的含量相比对照上升不显著,但在重度胁迫显著高于对照,这是因为细胞膜由于植物细胞膜质过氧化程度升高而受到严重伤害,导致膜透性增大。1632d时,重度干旱胁迫下MDA含量则大幅度上升,显著高于对照和其它胁迫处理,这说明膜结构和稳定性严重遭受破坏。(4)干旱胁迫下,初始荧光(Fo)呈现增加趋势,荧光参数(Fm、Fv/Fm、Fv/Fo)呈现降低趋势。这表明:干旱胁迫使花楸树的光合作用原初反应受到了破坏,造成了PSⅡ的损伤,从而导致了ΦPSⅡ的降低,光反应受到抑制或者光合过程中光电子的传递过程受到影响。(5)盐胁迫下,叶片相对含水量逐渐降低,且在0.60%胁迫下低于65%,说明花楸树的耐盐能力是较弱的。(6)盐胁迫下,随着盐胁迫浓度的加剧,花楸幼苗净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度与气孔导度均下降,花楸树的光合作用下降可能是气孔导度降低导致的胞间CO2浓度降低所致。(7)盐胁迫下,叶片可溶性蛋白含量先升高后降低,说明胁迫初期可以通过将渗透势维持在较低的范围内来保护细胞免受侵害,但随着盐胁迫的加剧,导致植物体内合成可溶性蛋白的组织或者酶类失活,从而抑制花楸树的自我调节能力。超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性先升高后减小,表明在胁迫后期,随着盐胁迫时间的增加,花楸幼苗的酶活性降低导致花楸树叶片中活性氧的含量升高,并且抑制一些清除活性氧的酶类的活性,导致花楸树叶片中清除氧自由基的能力下降。丙二醛含量逐渐升高,盐胁迫的初期叶片中的酶系统迅速的合成积累,通过清除多余活性氧的方式维持了花楸树中活性氧的产生与清除的动态平衡,但花楸幼苗叶片中的MDA的含量并没有下降,这也可能是高浓度的盐胁迫破坏了植物体内的这种平衡,使活性氧的含量增加。(8)盐胁迫下,初始荧光(Fo)呈现逐渐升高、荧光参数(Fm、Fv/Fm、Fv/Fo)逐渐降低,且随盐胁迫的加剧,下降的幅度逐渐变大。这说明盐胁迫对花楸树叶片PSⅡ产生损伤,使PSⅡ的光化学活性及能量转换效率下降。得出以下结论:花楸树适宜生长在土壤相对含水量为60%-80%的条件下。花楸树适合在低于0.3%的低盐浓度下栽培。
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