论文部分内容阅读
我国涝渍性土地多集中在黄河、长江中下游地区,其中,滩地具有较大的生产潜力和生态功能,但对植物的耐涝性要求较高,可用树种很少。杨树(Populus L)是一种速生树种,具有很高的经济价值和生态价值。目前,杨树已成为长江中下游季节性淹水滩地的首选树种。杨树虽有较强的耐水湿特性,但淹水胁迫仍是滩地杨树生长的主要限制因子。因此,研究杨树的耐涝性机理,筛选耐涝性品种具有重要的意义。 本试验在华中农业大学园艺林学学院花卉基地进行,试材为课题组2006年进行淹水试验筛选出的2个耐涝性差异显著的杨树品种,耐涝型I-69杨(Populus.deLtoides‘Lux’ex.I-69/55;Lu)与淹水敏感型小叶杨(P.simonii;Si)。试验观测了这2种杨树淹水胁迫下的形态变化,同时分析了淹水前后生理生化指标、根系细胞结构和亚细胞结构的变化,对其耐涝生理生化机理进行了初步探讨,以期为耐涝性杨树品种的选育提供一定的理论依据。主要研究结果如下: 1、淹水胁迫显著抑制了2种杨树的生长。小叶杨(Si)的生物量、苗高、地径的生长量小于I-69杨(Lu)。淹水14d时,Lu的生物量、苗高、地径淹水变化率分别为43.17%、15.00%、15.24%;Si的生物量、苗高、地径淹水变化率分别57.52%、23.80%、19.10%。淹水过程中,2种杨树都出现了皮孔膨大的现象。淹水14d时,小叶杨(Si)的皮孔处几乎完全腐烂,大量根系腐烂变黑。I-69杨(Lu)皮孔正常,少量根系腐烂。 2、淹水胁迫下,2种杨树的脯氨酸含量、可溶性蛋白含量都发生了显著变化。可溶性蛋白含量总体上出现了下降趋势,I-69杨(Lu)的变化幅度大于小叶杨(Si)。淹水14 d时,I-69杨(Lu)和小叶杨(Si)的叶可溶性蛋白含量分别为对照的91.34%、80.17%;根可溶性蛋白含量分别为对照的55.13%、41.57%。脯氨酸含量表现出先升后降的趋势,I-69杨(Lu)的下降幅度小于小叶杨(Si)。淹水14d时,Lu和Si的叶脯氨酸含量分别是对照的2.42倍、1.26倍;根脯氨酸含量分别是对照的0.92倍、0.45倍。 3、淹水胁迫下,膜脂氧化的产物丙二醛(MDA)含量显著上升,Si上升幅度大于Lu。淹水14d时,Lu和Si的叶MDA含量分别为对照水平的1.06倍、2.04倍;根MDA含量分别为对照的1.20、1.03倍。活性氧清除系统的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸(AsA)含量都出现了一定程度的上升,淹水后期(7 d~14 d)有所下降。耐涝性较强的I-69杨(Lu)具有的SOD活性、POD活性、GSH含量和AsA含量上升幅度高于淹水敏感的小叶杨。 4、淹水胁迫下,2种杨树的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率都显著降低,I-69杨的降低幅度小于小叶杨。淹水14d时,Lu的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为对照的50.8%、30.12%、27.81%;Si的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为对照的4.8%、5.02%、5.59%。淹水过程中,I-69杨(Lu)的胞间CO2浓度呈现下降趋势,小叶杨(Si)呈现先降低后升高的趋势。 5、淹水胁迫下,2种杨树的根系的细胞结构和亚细胞结构发生了明显的变化。细胞结构出现了细胞裂解成空腔;亚细胞结构出现了细胞器数量减少,结构破坏等现象。小叶杨(Si)细胞结构比I-69杨(Lu)受到更大的损害,严重影响了植物正常的新陈代谢,导致根系大量腐烂变黑,甚至植株死亡。