水分胁迫对i－107欧美杨树苗生长的影响机理研究

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1、水分胁迫对I－107欧美杨树苗生长的影响机理研究　　原标题:水分胁迫对欧美I-107杨树苗生理生化特性的影响　　提要:以欧美I-107杨扦插苗为试材,研究不同程度干旱胁迫处理对杨树苗叶片生理生化特性的影响.结果表明:随着水分胁迫程度的增加和时间的延长,杨树苗叶片的相对含水量、自由水含量显着降低;束缚水含量、束缚水/自由水比值在轻度胁迫下逐渐升高,而在中度和重度胁迫下先升后降;脯氨酸含量在轻度胁迫下与对照差异不显着,在中度和重度胁迫下显着高于对照;可溶性蛋白在轻度胁迫下逐渐升高,而在中度和重度胁迫下先升后降;SOD和CAT活性先上升后下降,丙二醛含量显着增加.

2、可见,I-107杨树苗在轻度水分胁迫下具有相对较强的抗氧化防御和渗透调节机制,而在中度和重度胁迫下明显减弱.　　关键词:水分胁迫;I-107欧美杨;束缚水/自由水;保护酶;丙二醛　　近年全球的气候变化使得干旱问题日益严重[1-2].前人研究表明,植物在遭受干旱等逆境时,体内活性氧代谢系统失调,导致活性氧过量积累而造成伤害.植物会形成内源保护系统,包括抗氧化酶类和非酶抗氧化剂,以维护体内活性氧代谢的平衡.同时,植物在水分亏缺的状态下,体内会主动积累可溶性糖、脯氨酸等进行渗透调节,以维持细胞膨压,即植物对不良环境的适应性反应[3].因此,研究水分胁迫下植物体内抗

3、氧化酶类活性及渗透调节物质含量的变化,是了解植物在长期进化过程中所演化出适应干旱的机制和策略的重要基础.　　杨树是北方平原与沙区营造防护林和用材林的主要树种,品种繁多,栽培面积大,在生态环境治理和解决木材短缺方面均占有重要地位.但是,在没有灌溉条件的干旱、半干旱地区,杨树生长受到了严重的抑制,从而限制了这种优良树种的经济和生态效益的发挥[4].近年来,已有报道从水分胁迫角度,对杨树的耗水规律和水分利用效率[5]、光合特性[6]等方面进行了研究.但是,对杨树在水分胁迫下保护酶活性、膜脂过氧化作用及渗透调节能力的研究报道相对较少,而明确这些化学物质对水分胁迫的反

4、应是从生理机制上了解杨树抗旱性的重要内容.为此,文中通过盆栽试验,观测了4种水分处理对I-107欧美杨树苗叶片组织含水量、渗透调节物质、保护酶活性和膜脂过氧化作用的影响,旨在为进一步了解水分胁迫对杨树影响的机理以及认识杨树对水分购自市场的塑料盆,盆高20cm,宽30cm.于2011年4月13日盆栽试验时,将肥料与土壤充分混匀后装盆,每盆装土10.5kg,进行正常栽培管理.　　试验于2011年6月19日进行,每盆充分灌溉,使土壤含水量一致,停止灌溉后等土壤自然落干进行水分胁迫处理,经测定田间持水量为32.65%.试验共设4个土壤水分处理:1)正常水分处理(对照

5、,CK),田间持水量的65%~75%;2)轻度水分胁迫(LS),田间持水量的55%~65%;3)中度水分胁迫(MS),田间持水量的45%~55%;4)重度水分胁迫(SS),田间持水量的35%~45%.每处理40盆,每盆1株.用称重法控制土壤含水量,使之保持相应的土壤湿度,每天早晚称重两次,补充当天失去的水分,使各处理保持设定的含水量.在胁迫开始后的第15d、30d、45d、60d、75d、90d、105d和120d,每处理分别选择5株幼苗,取每株幼苗从顶端往下第6至第8片完全舒展并且成熟的功能叶,采样后放入冰壶中,迅速带回实验室进行相关指标的测定.　　1.2

6、研究方法　　(1)叶片组织含水量:采用烘干法测定,相对含水量(%)=(鲜生物量-干生物量)/(饱和鲜生物量-干生物量)100%;总含水量(%)=(初始鲜生物量-干生物量)/初始鲜生物量100%;自由水含量采用称量法测定[7];束缚水含量(%)=总含水量-自由水含量.最后,计算束缚水/自由水.　　(2)生理指标测定:叶片脯氨酸含量采用磺基水杨酸提取茚三酮显色法测定;可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[8];SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)光还原法测定;CAT活性采用紫外分光光度法测定[8];丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定[8].　　2结果

7、与分析　　2.1水分胁迫对杨树苗叶片组织含水量的影响　　如表1所示,随着时间的延长和胁迫程度的加深,杨树苗叶片相对含水量呈现逐渐降低的趋势.在轻度胁迫下,胁迫初期(15d)的相对含水量与对照差异不显着,而在中度和重度胁迫下显着低于对照.　　随着胁迫时间的延长,各水分处理之间的差异越来越大,在胁迫末期(120d),与对照相比,轻度、中度和重度胁迫下的相对含水量分别下降了6.12%、17.45%和23.56%.可见,随着干旱强度的加剧,相对含水量逐渐降低.　　从表1还可以看出,在轻度胁迫下,随着胁迫时间的延长,杨树苗叶片的自由水含量逐渐降低,而束缚水含量、束缚水

8、/自由水比值逐渐升高,在胁迫末期(120d)与对照达