[doc格式] 干旱胁迫对4个红檐木品种渗透调节物质含量的影响

[doc] 干旱胁迫对4个红檐木品种渗透调节物质含量的影响 干旱胁迫对4个红檐木品种渗透调节物质含 量的影响 第35卷第4期 2008年8月 江苏林业科技 Journalof]iangsuForestryScience&Technology Vo1.35No.4 Aug.2008 文章编号:1001—7380(2008)04—0029一O3 干旱胁迫对4个红木品种 渗透调节物质含量的影响 贺苏华,尹恒,吴莉英,唐前瑞 (湖南农业大学,湖南长沙410128) 摘要:对土壤干旱胁迫下4个红槛木品种的游离脯氨酸,可溶性糖,可溶性蛋白的含量和叶片相对含水量的变化进 行了研究.结果明,红槛木叶片含有较高的含水量,在土壤干旱胁迫的情况下,叶片相对含水量呈下降趋势,脯 氨酸和可溶性糖总体呈上升趋势,其中,脯氨酸先下降后上升.可溶性蛋白质含量的变化与干旱胁迫呈负相关. 关键词:红槛木;土壤;干旱胁迫;渗透调节物质;品种 中图分类号:$792.11文献标识码:A 红槛木(Loropetalumchinensevarrubrum)属金 缕梅科(Hamamelidaceae)槛木属(Loropetalum)槛 木(L.chinense)的变种J,分布于我国华东,华南 及西南各省自治区,日本,印度也有分布.红槛木 生长于半阴环境,属中性植物,喜温暖湿润气候及 疏松酸性土壤,适应性,萌发能力均强,较耐寒. 在湖南红槛木野生资源分布于湘东山区,树姿优 美,花叶艳丽夺目,别具一格,1a内能多次开花, 是十分珍贵的园林绿化及盆景植物J.长期以 来,人们对红槛木的花期调控,遗传育种,种质资 源等已做了许多工作,但生理生化方面的研究较 少,尤其对红槛木在土壤干旱胁迫状态下渗透物 质的动态变化研究尚未见报道.本试验选取湖南 浏阳柏加花木基地生长的1年生实生苗4种红槛 木品种(尖叶双面红,小叶单面红,大圆叶双面红, 乌红翘叶)为,研究植物体内渗透物质的季节 变化规律,探讨其耐旱的渗透调节机制,为我国干 旱,半干旱地区的生态环境建设选择优良树种及 栽培利用提供理论依据. 1材料与方法 1.1试验材料 选用生长健壮,无病虫害,同一品种长势基本一 致的苗木为供试材料.供试品种为尖叶双面红,小 叶单面红,大圆叶双面红,乌红翘叶.4个供试材 料均来源于湖南浏阳柏加花木基地.2006年11月 购置苗木,栽植苗木,正常管理. 1.2试验设计 本试验采用盆栽试验,试验设在湖南农业大学 园艺园林学院科研基地.采用随机区组试验设计. 设3个区组,每区组内每个品种每个处理设3个小 区,共6个处理.控水方法采用Hsiao.TC(1973)关 于中生植物水分梯度划分的水分梯度法.根据土壤 相对含水量(SRWC),共分6个处理水平,即轻度胁 迫:(T1)(75?2)%,(T2)(65士2)%;中度胁迫: (T3)(55?2)%,(T4)(45?2)%;重度胁迫:(T5) (35?2)%,(T6)(25?2)%.以(85?2)%(占土 壤最大持水量的百分数)为CK. 1.3试验处理 对盆栽苗木进行正常管理,2007年5月113连 盆移人大棚内培养架上,控制水分.每区每组按编 号a,b,e,d,e,f,g分成7组,每组20盆.分别对应 对照和6个水分梯度进行土壤干旱胁迫.每天 17:30进行植株连盆土称量记录,当胁迫分别达到所 设6个水分梯度时停止胁迫.此后每天17:30进行 称量记录,补充当天失去的水分,使各处理水平达到 设定的含水量.每区每组分别取6个土壤水分处理 及CK下红槛木冠幅,苗高大小一致的第3片新叶 进行测定,取材时间集中在7:00,8:00,擦净表面 污物.2007年7月2213试验测定开始,第8,16,24 d,进行有关生理指标的测定,重复3次. 收稿日期:2008-05-31i 作者简介:贺苏华(1981一),女,湖南衡阳市人,园艺硕士.研究方向:植 物造景. 30江苏林业科技第35卷 1.4试验方法 (1)叶片含水量的测定:采用恒重法,每种重 复3次. (2)游离脯氯酸含量的测定:采用酸性茚三酮 法,每种重复3次. (3)可溶性蛋白含量的测定:采用考马斯亮蓝 比色法,每种重复3次. (4)可溶性糖含量的测定:采用蒽酮硫酸水合 热法J,每种重复3次. 1.5数据分析 本试验中每处理设重复3个,所得原始数据全 部以Excel2000进行处理,并绘制折线图.用SPSS 11.0软件进行网子分析,确定影响红槛木抗旱性的 主要因子 2结果与分析 2.1叶片相对含水量的变化 叶片相对含水量(LRWC)是指示叶片保水力的一 个常用指标,一般认为:LRWC越大,下降速率越小,则 品种抗旱性越强.试验可知(见图1):红橙木叶片含有 较高的含水量,表明红椴木叶具有较高的保水力. 土壤相对含水量/% +大圆叶双面红;+尖叶双面红; +鸟红翘叶:一小叶单面红 图1干旱胁迫对叶片相对含水量的变化 胁迫初期SRWC为(75-4-2)%,LRWC呈上升 趋势;持续胁迫下SRWC为(65?2)%,其下降速率 开始加快,与CK相比,尖叶双面红,大圆叶双面红, 小叶单面红,乌红翘叶分别下降了6.9%,4.0%, 1.3%和6.3%.当SRWC降至(25?2)%时,LR— WC最低,分别降低了25.7%,27.8%,28.2%.从 4个品种的LRWC及其下降速率可以看出:红椴木 具有较强的抗旱性.方差分析结果显示:F间= 64.3072804(P=0.001<0.01),差异极显着; FI=7.961(P=0.012<0.05),差异显着.品种 间,水分处理间差异均达显着水平,表明水分胁迫对 4个红橙木品种的LRWC影响较大. 2.2脯氨酸含量的变化 脯氨酸是一种重要的渗透调节物质,其作用是 维持原生质和环境的渗透平衡,水溶性很大,在干旱 时有保水作用,阻止水分丧失.因此,脯氨酸在植物 抗旱性方面有着积极作用.由试验可知(见图2): 在土壤干旱胁迫下,红橙木叶片中Pro含量呈现出 先减少后增加的趋势.在持续胁迫下SRWC为(45 ?2)%,脯氨酸含量显着增加,其积累量大小依次 为:大圆叶双面红>尖叶双面红>乌红翘叶>小叶 单面红,增加倍数分别为6.38,5.84,7.79,5.84. 由此可见:干旱胁迫有利于脯氨酸的累积.方差分 析结果显示:F朴舯I=31.169(P=0.001<0.01); F种间=1.117(P=0.0368<0.05).由此看出:品 种间差异达显着水平,水分处理间达极显着水平,干 旱胁迫对脯氨酸积累的影响显着. 圃删 扣 留 I藤 罂 岛 ?暑 11?1l 蔷 : 土壤相对含水量/% +大圆叶双面红:+尖叶双面红 +乌红翘叶;一小叶单面红 图2干旱胁迫对脯氨酸的含量变化 2.3可溶性糖含量的变化 可溶性糖是又一重要渗透调节物质,土壤干旱胁 迫下,可溶性糖大量积累,当SRWC为(25?2)%时,积 累量达到最高,增幅依次为:尖叶双面红>大圆叶双面 红>乌红翘叶>小叶单面红,增加倍数分别为1.83, 1.33,0.91,0.84(见图3). 以上结果表明:红橙木叶片中,可溶性糖对干旱 胁迫极为敏感,逆境条件下迅速大量积累,是适应逆 境的一种体现.方差分析结果显示:F外理间=34.303 (P=0.001<0.01);F种问=2.807(P=0.0468< 0.05).由此看出:品种间差异达显着水平,水分处 理间达极显着水平,干旱胁迫对可溶性糖积累的影 响显着. 2.4可溶性蛋白质含量的变化 在逆境胁迫下红槛木叶片组织内可溶性蛋白质 m????叭0 第4期贺苏华等:干旱胁迫对4个红橙木品种渗透调节物质含量的影 响31 ? i 皿删 忸 建 土壤相对含水量/% +大圆叶双面红;+尖叶双面红; +乌红翘叶;一小叶单面红 图3干旱胁迫对可溶性糖的含量变化 含量的变化与干旱胁迫呈负相关(见图4).各品种 可溶性蛋白质含量均在SRWC为(75?2)%时与对 照存在极显着性差异,并呈上升趋势.在SRWC为 (45-4-2)%时与对照存在显着性差异或无显着性差 异.由此可见轻中度干旱胁迫对红槛木可溶性蛋白 质积累的影响不大,只有水分胁迫达到一定水平时 才对蛋白质的合成有破坏作用.4个红槛木品种在 整个水分胁迫过程中可溶性蛋白质含量降低的总量 分别为:大圆叶双面红46.9%,尖叶双面红46.7%, 乌红翘叶51.5%,小叶单面红52.3%.尖叶双面红 可溶性蛋白质含量的变化量最小,说明该品种在水 分胁迫下可溶性蛋白质合成受抑制的程度最小,对 干旱胁迫环境的适应能力最强,同样可得小叶单面 红可溶性蛋白质合成受抑制最大,其他各品种介于 二者之间.总体看来红槛木叶片可溶性蛋白质受水 分胁迫影响较大. 量 咖{ 锕 跚 缝 詹 土壤相对含水量/% +大圆叶双面红;一尖叶双面红; +乌红翘叶;一小叶单面红 图4干旱胁迫对可溶性蛋白含量的变化 3讨论 水分是植物生存的重要因子,一系列生理生化 反应的进行,产物的运输,都离不开水的参与,同时 也是园林植物体内物质合成的原料,细胞原生质体 的主要成分J.干旱胁迫下,体内水分由于不断耗 散而减少,从而影响园林植物的生长发育和观赏特 性.本试验设置测定的时间属季节性干旱较为典型 的时段之一,研究红橙木渗透调节物质的变化,可为 红槛木品种在园林景观中的选用提供理论依据. 渗透调节物质是一种具有较强的水溶性,在逆 境条件下能大量产生以维持细胞膨压的一类物质, 其积累量的多少可反映水分胁迫程度J.结果表 明:土壤干旱胁迫下,渗透调节物质脯氨酸和可溶性 糖大量积累,其中,可溶性糖较脯氨酸反应灵敏,这 可能是由于胁迫条件下,红槛木叶片中的多糖(淀 粉)被水解成单糖,还原糖和寡聚糖(蔗糖).渗透 调节物质含量的增加,可能是其主动积累的一种体 现,从而维持细胞膨压,使植物组织免遭失水的破 坏.但是,渗透调节作用也有一定的局限性,主要表 现在植物种或品种问渗透调节能力的差别,主动渗 透调节能力低,渗透调节作用的暂时性和调节幅度 的有限性;此外,渗透调节并不能完全维持生理过 程,即使在能进行渗透调节的水势变化范围内,干旱 对植物的影响仍存在,如抑制生长等. 4种红槛木叶片组织内可溶性蛋白质含量在本 试验中的变化规律均表现一致,随盐胁迫程度的加 剧呈下降趋势,说明4种红橙木的蛋白质合成均受 到水分胁迫的抑制作用.受到的抑制作用越大,表 明其耐受水分胁迫的能力越差.测定与分析结果显 示各品种蛋白质合成受抑制作用大小的顺序为小叶 单面红>乌红翘叶>大圆叶双面红>尖叶双面红. 耐旱能力大小顺序与此顺序相反,因此与前述结论 相符合.同时说明可溶性蛋白质也是一个用来衡量 红槛木耐旱性大小较好的指标. 参考文献- [1]林昌梅.浏阳的红橙木[J].植物杂志,1988(4):25. [2]黄瑞康,杨金桂.红檐木资源调查研究[J].湖南农业科学, 1998(4):44-45. [3]张志良.植物生理学试验指导[M].北京:高等教育出版 社,1991. [4]白宝璋,汤学军.植物生理学测试技术[M].北京:中国科技出 版社,1993,156—157. [5]上海植物生理学会.植物生理学手册[M].北京:科学技术出 版社,1985. [6]马成仓,高玉葆,蒋福全,等.小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿的生态和水 分调节特比较研究[J].生态,2004,24(7):1442—1451. [7]刘风荣,陈火英,刘杨,等.盐胁迫下不同基因番茄可溶性物 质含量的变化[J].植物生理与分子生物学,2004,30(1): 99一】04