烟台、赞皇、银川、吐鲁番,四个种源酸枣苗形态结构对干旱胁迫的响应

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:zhuyanhua421
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改变自身形态结构是植物应对环境变化的适应策略,酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)在我国由东至西均有分布,同种植物在长期适应不同生境的过程中,形态结构形成了一定的差异性,探究其差异性在一定程度上是否可稳定遗传,进而阐释植物的局地适应性策略,推测气候变化、干旱加剧等条件下植物的适应对策及进化机制。为探究不同地区酸枣的差异性是否可稳定遗传,本研究从烟台、赞皇、银川、吐鲁番四个自然梯度干旱生境中采集酸枣种子,以盆栽控水法进行干旱胁迫实验,研究不同种源地酸枣实生苗的形态、结构对干旱胁迫的响应,与原生境下酸枣对比,探究其形态、结构对自然梯度干旱环境的适应性是否形成稳定性的抗旱遗传性,为预测植物适应全球气候趋于干旱的演化规律提供基础资料。研究结果如下:  (1)酸枣植株叶形态的分析结果表明:酸枣植株叶片形态随干旱胁迫呈规律性变化。干旱胁迫条件下,从烟台到吐鲁番四种源地的幼苗,叶长、叶宽、叶面积、叶周长、刺长均呈减小趋势;叶片长/叶片宽,从烟台到吐鲁番及在各样地内,随干旱程度的增强呈上升趋势。酸枣植株的刺长随环境的变化也有较大差异,从烟台到吐鲁番,植株刺长趋向细长化;各样地内,随着干旱程度的增强,酸枣植株刺长减小,密度增大;从烟台到吐鲁番,叶片长/叶片宽呈增大趋势,随干旱程度的增强,酸枣叶片趋向细长化。  (2)酸枣植株茎形态的分析结果表明:酸枣基茎粗、二次枝长度、冠幅、冠幅高度、茎比密度、二次枝枣股数等,从烟台到吐鲁番,随干旱胁迫增强都呈减小趋势。可能是因为干旱程度增强,植株被营养和水分条件限制,物质代谢缓慢,植株采取保守的生长策略。  (3)酸枣植株叶解剖结构分析结果表明:酸枣叶为异面叶,上下表皮都分布有角质层及块状或片状蜡质层,叶脉处着生少量表皮毛,栅栏组织发达,呈长柱状紧密排列,海绵组织退化。未进行干旱胁迫时,烟台地区酸枣叶片上、下表皮细胞厚度、维管束鞘细胞厚度、叶片厚及栅栏组织总厚度最大,吐鲁番地区相对较小;干旱胁迫后,四个种源地酸枣叶上、下角质层厚度、栅栏组织厚及CTR(栅栏组织厚/叶厚)值均呈上升趋势。酸枣叶随干旱程度增强,有从异面叶转变为等面叶的迹象。  (4)酸枣植株茎横切结构分析结果表明:酸枣茎初生结构由表皮,皮层,中柱(也称维管柱)三部分构成。茎表皮具角质层,着生大量茎刺,分布气孔。皮层由大量薄壁细胞构成,细胞形态多样,分布大量分泌腔、分泌细胞、粘液道及晶体。从烟台到吐鲁番,未进行干旱胁迫时,分泌细胞直径、皮层厚度、髓面积都以烟台地区酸枣为最大,吐鲁番地区最小。干旱胁迫后,各样地内酸枣表皮细胞厚度、导管直径及分泌细胞个数都呈上升趋势,在浇水量5%时,以吐鲁番地区酸枣的各项指标为最大。  (5)酸枣植株根横切结构分析结果表明:根是植物吸收水分,固着营养物质的主要器官。酸枣根初生结构包括表皮、皮层和中柱(维管柱)。未进行干旱胁迫时,从烟台到吐鲁番,根初生结构的表皮细胞厚度、皮层薄壁细胞厚度及维管柱面积,都呈先减小后增大的趋势,以烟台为最大,吐鲁番次之;干旱胁迫后,从烟台到吐鲁番,维管柱面积呈增大趋势,以吐鲁番为最大;除中柱鞘细胞厚持续增大外,其余各性状都呈先减小后增大的趋势。  (6)扫描电镜下酸枣植株叶表皮微环境分析结果表明:从烟台到吐鲁番,酸枣叶上、下角质层、叶片表皮毛长度及密度、酸枣叶片气孔长度、保卫细胞厚度、气孔长短径比都呈增大趋势,气孔短径总体呈减小趋势;干旱胁迫后,四种源地酸枣幼苗各性状变化亦如此。干旱胁迫后,酸枣叶片蜡质层及叶背表皮毛增后增多,有的叶片气孔出现下陷现象。
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