三种柑橘品种对镁缺乏的响应及其生理机制研究

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我国柑橘主产区缺镁现象比较普遍。为探讨不同柑橘品种对镁胁迫的响应差异,本文采用砂基培养法,以枳砧“不知火”杂柑(Citrus reticulate×(C. reticulate×C. sinenesis))、枳砧“椪柑”( Citrus reticulata Blanco )和香橙砧“春见”橘橙(Citrus reticulate×(C. reticulata×C. sinenesis) )幼苗为试材,研究了镁胁迫对三种柑橘品种生理指标、镁的分布与叶片超微结构的影响,以及缺镁或/和缺锌胁迫对“不知火”和“椪柑”的生长及不同部位矿质元素含量的影响,旨在阐明镁胁迫下不同柑橘品种的反应差异及其生理机理。主要研究结果如下:1.研究了缺镁胁迫下“不知火”和“椪柑”的生理和形态结构变化,以及镁元素的分布特点。结果表明:(1)镁缺乏使“不知火”和“椪柑”生物量、根系活力、叶片叶绿素含量与SOD活性均显著下降,其中“不知火”的下降幅度均明显高于“椪柑”;镁缺乏使二者叶片POD活性、MDA含量及叶片相对电导率显著上升,其中“不知火”的MDA含量和叶片相对电导率显著高于“椪柑”;镁缺乏下“不知火”叶片的CAT活性显著升高,而“椪柑”CAT活性与对照无显著差异。(2)“不知火”和“椪柑”各部位的镁含量均随营养液中镁浓度的增加而上升,且叶片镁含量随着叶龄的增长而呈明显下降趋势,镁缺乏下“不知火”各部位叶片镁含量均显著高于“椪柑”??)叶肉细胞超微结构变化显著,镁缺乏处理下“不知火”细胞器受损程度较重,如叶绿体内基粒片层模糊、数目明显减少,淀粉粒增大,叶绿体膜与线粒体膜模糊;而“椪柑”叶绿体变形、离壁,叶绿体内基粒片层数目明显减少,淀粉粒和质体小球增多。可见,镁缺乏对“不知火”的生理及形态结构的影响较“椪柑”明显。2.研究了缺镁、缺锌和缺镁+缺锌胁迫对“不知火”和“椪柑”幼苗生长和不同部位矿质元素含量的影响。结果表明:(1)缺镁胁迫显著抑制“不知火”的生长,而对“椪柑”生长的影响相对较小,缺锌胁迫下“椪柑”总生物量下降较“不知火”严重,且缺镁+缺锌时两柑橘品种生物量均显著下降。(2)缺锌胁迫均提高了两柑橘品种对镁的吸收,但缺锌+缺镁降低了两柑橘品种对锌的吸收,以“不知火”明显。(3)两柑橘品种对镁、锌、硼和铁的吸收与分布存在明显差异,缺锌胁迫下锌、硼和铁含量的差异最为明显,缺镁胁迫下以镁、硼和锰的含量差异最大。3.研究了不同浓度镁【0,2.4,12,24(对照)和240 mg·L-1】对香橙砧‘春见’橘橙幼苗的生理胁迫反应。结果表明:(1)镁缺乏和过量胁迫均显著降低了株高、根长、根系活力、叶绿素含量及各部位干样质量,但显著提高了相对电导率与MDA含量,且均以无镁处理的对应值变幅最大,无镁处理还显著降低了SOD与CAT活性。(2)植株各器官镁含量随镁处理浓度的升高而增加,同一处理下叶片镁含量相对高于其他部位,上部叶镁含量高于下部叶(镁过量处理除外);镁胁迫处理不同程度地降低了各部位的锌含量,尤以2.4 mg·L-1Mg2+处理明显;除无镁处理外,各处理(含对照)的下部叶钙、硼含量均大于上部叶对应值,镁过量处理显著降低了上部叶和下部叶的钙和硼含量。(3)叶肉细胞超微结构变化显著,镁缺乏处理导致叶绿体内类囊体片层模糊,片层数明显减少,线粒体膜模糊且出现异常的黑色颗粒;镁过量处理导致叶绿体内片层消失,淀粉粒和质体小球异常增多增大,线粒体膜模糊。
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