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    干旱對小麥幼苗的影響【干旱脅迫對豌豆幼苗生理生化指標的影響】

    來源:六七范文網 時間:2019-05-22 04:46:31 點擊:

      摘要 研究干旱脅迫下豌豆幼苗相關生理生化指標的變化,結果表明:隨著干旱脅迫時間的延長,豌豆幼苗組織的游離氨基酸和還原糖含量呈上升趨勢,VC含量先降后升,葉綠素含量呈先升后降、最后又上升的趨勢;總體上菜豌保持相對較高的游離氨基酸總量、還原糖含量、葉綠素和VC含量,朱沙紅則相反。3個品種的抗旱性強弱依次為:菜豌 >黑眉一號 >朱沙紅。
      關鍵詞 豌豆;生理生化指標;干旱脅迫
      中圖分類號 S643.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2011)12-0111-02
      植物的生長發育經常會受到干旱脅迫的影響[1],干旱對農作物造成的損失在所有非生物脅迫中占首位,僅次于生物脅迫中病蟲害造成的損失。許多重要農作物如水稻、土豆、豌豆等對干旱非常敏感,經常因干旱造成嚴重的產量損失[2]。因此,培育抗旱品種是農作物生產中的重要課題。
      豌豆苗是一種營養豐富和口感鮮嫩的綠色蔬菜,在四川、重慶地區備受廣大消費者的青睞。在豌豆苗生產中,如果在萌發時水分不足,會造成萌發時間延長,出苗率低或幼苗瘦弱,后期生長嚴重缺水時會導致物質代謝紊亂,幼苗生長緩慢或者死亡?;诖?,筆者就豌豆在干旱脅迫下的組織中游離氨基酸總量、還原糖含量、葉綠素含量和VC含量的變化與植物抗旱性的機制進行研究,從而為豌豆栽培和抗旱品種選育提供理論依據和技術參數。
      1 材料與方法
      1.1 供試材料
      供試材料為菜豌、黑眉一號、朱沙紅3個豌豆品種。
      1.2 試驗設計
      選取質量較好、大小均勻一致、易萌發的豌豆種子,培養土為自然土,種子經0.1% HgCl2消毒后浸泡12 h左右,播種于栽培缽(口徑、高度分別為20、15 cm)中,每缽播種10粒,每一品種排苗6缽,外加一平行對照組,共計36缽。經15 d恢復生長后進行人工干旱脅迫處理。其余5缽進行斷水處理,分別斷水3、6、9、12、15 d。當植株出現不同程度的脅迫反應時測定各項生理指標。
      1.3 生理指標的測定方法
      選心葉外側第2~3片功能葉為測定材料。游離氨基酸總量的測定采用茚三酮溶液顯色法,還原糖含量測定采用3,5-二硝基水楊酸法[3];葉綠素含量測定采用混合液法[4];VC含量測定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[3]。
      1.4 數據處理
      試驗數據采用DPS軟件二因素無重復方差進行統計分析。
      2 結果與分析
      2.1 干旱脅迫對豌豆組織中游離氨基酸總量的影響
      正常處理下不同豌豆品種葉片中游離氨基酸總量水平較為接近,但是在干旱脅迫處理后3個豌豆品種葉片中游離氨基酸總量大體上呈逐步增加趨勢(圖1)。隨著干旱脅迫的加劇,豌豆生長受到一定影響,有輕微致死現象。3個豌豆品種葉片內游離氨基酸總量的變化幅度亦不同,其中菜豌的變化最為明顯。斷水6 d時,豌豆游離氨基總量增加比較緩慢,而斷水12 d增幅增大,菜豌、黑眉一號、朱沙紅分別比CK增加了66%、35%、22%,體現出不同豌豆品種對干旱脅迫逆境的適應能力不同。
      2.2 干旱脅迫對豌豆組織中還原糖含量的影響
      豌豆葉片中的還原糖含量在干旱脅迫時都高于CK(圖2)。分析表明,各品種和處理之間均無顯著差異。在斷水3 d時,菜豌的還原糖含量迅速增加,黑眉一號和朱沙紅變化不是很明顯,但斷水6 d時,朱沙紅的還原糖含量明顯增加,菜豌和黑眉一號則次之。另外,在干旱脅迫中3種試材的還原糖含量均高于CK。
      2.3 干旱脅迫對豌豆組織中葉綠素含量的影響
      隨著干旱脅迫時間的延長,各處理下葉綠素含量在干旱脅迫初期都有不同程度的上升(圖3);隨著干旱脅迫程度的加劇,葉綠素總量表現為先升后降,最后又回升的趨勢。分析表明,斷水處理3、9 d與CK相比均達到了顯著差異,菜豌與朱沙紅間達到了顯著差異。干旱脅迫初期葉綠素含量呈先升后降的趨勢,說明在輕度水分脅迫下促進了豌豆葉綠素的合成。斷水12 d以后,葉綠素又開始升高,這是豌豆對于干旱脅迫的一種適應。
      2.4 干旱脅迫對豌豆組織中VC含量的影響
      與CK相比,斷水3 d時,菜豌和朱沙紅的VC含量均升高;斷水6 d時,朱沙紅的Vc含量開始下降,而菜豌還在繼續升高,直到斷水9 d時,菜豌的VC含量開始下降;但是黑眉一號一直處于下降趨勢(圖4)??傊?,隨著干旱脅迫時間的延長,3種試材的VC含量均呈降低趨勢,下降幅度為菜豌<黑眉一號<朱沙紅。菜豌、黑眉一號、朱沙紅的Vc含量分別較CK下降了6.7%、9.2%、21.7%。另外,在干旱脅迫下,朱沙紅的VC含量顯著低于黑眉一號,黑眉一號的VC含量低于菜豌??梢?,品種保持相對較高的VC與其抗旱性強弱相關。
      3 結論與討論
      3.1 結論
      隨著干旱脅迫程度的加劇和時間的延長,豌豆幼苗游離氨基酸和還原糖含量累積,脅迫程度愈嚴重,其值上升幅度越大,葉綠素含量呈先升后降、最后又上升的趨勢,VC含量先降后升。不同品種間的生長差異顯示:總體上菜豌保持相對較高的游離氨基酸總量、還原糖含量、葉綠素含量和VC,朱沙紅則相反。3個豌豆品種的抗旱性強弱為菜豌>黑眉一號>朱沙紅。
      3.2 討論
      3.2.1 豌豆幼苗組織游離氨基酸總量與干旱脅迫。在水分脅迫下,植物通過滲透調節主動降低滲透勢是一種重要的調節方式[5],植物體內會累積大量游離氨基酸[6]。該試驗中,干旱脅迫導致豌豆幼苗游離氨基酸的累積,干旱程度愈嚴重,其值上升幅度越大。且在同一脅迫梯度下,不同品種間游離氨基酸差異均表現較為明顯。這可能是由于游離氨基酸的連續累積能降低滲透勢,使豌豆具備了低水勢抗旱的特征??梢?,干旱脅迫下的游離氨基酸累積可作為抗旱性的鑒定指標。
      3.2.2 豌豆幼苗組織還原糖含量與干旱脅迫。還原糖是重要的滲透調節物質,在增強植物抗旱性方面具有重要作用[7]。該試驗中,干旱脅迫后,與正常供水相比,豌豆葉片還原糖含量顯著增加,這是豌豆主動進行滲透調節的一種反應,通過降低細胞水勢,維持生長發育。   3.2.3 豌豆幼苗組織中葉綠素含量與干旱脅迫。葉綠素是光合作用中最重要和最有效的色素,與植物抗旱性相關。該試驗中,干旱脅迫初期葉綠素含量基本上要較高,隨著干旱脅迫程度的加劇,3個豌豆品種的VC含量都呈先降后升的趨勢,這說明豌豆起初能通過提高葉綠素含量而保證對光能的充分利用,提高轉化率,以保證碳同化,增強體內的代謝活動,這種生理反應是對抗旱能力的表現,這與孔艷菊等[8]對黃櫨的研究結果相似。但在脅迫后期,豌豆幼苗的水分吸收受到抑制,而導致葉片組織水和自由水的降低,造成葉綠素合成與降解的失衡,加劇了光合作用的降低[9]。因此,葉綠素含量可以作為豌豆抗旱性鑒定指標。
      3.2.4 豌豆幼苗組織中VC含量與干旱脅迫。VC又稱抗壞血酸,具有很強的還原性,可緩解逆境脅迫中活性氧自由基對植物的傷害。該試驗中,豌豆VC含量在處理第3天呈上升趨勢,其作用可能是消除活性氧自由基對植物造成的傷害;但是隨著干旱脅迫程度的加劇,VC含量迅速下降,這是由于細胞內產生大量自由基及其清除機制的平衡受到破壞,即發生毒害作用[10]。
      4 參考文獻
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