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沙棘六个种（品种）对干旱胁迫的响应

作　者: 田魏龙
导　师: 蒋志荣
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 沙棘干旱胁迫抗旱性主成分分析隶属函数值
分类号: S793.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

沙棘是中国三北地区分布极为广泛的一种乡土树种,具有显著的生态效益、社会效益和经济效益。随着沙棘研究的不断深入,沙棘资源的开发与利用已引起了社会各界越来越广泛的关注。但是目前我国对于沙棘的研究主要集中于沙棘生态效益、生物化学成分和经济利用价值等方面,而对于沙棘在逆境胁迫下适应性的研究则较少,特别是关于沙棘不同品种在干旱胁迫条件下不同生理生化指标的变化规律还有待进一步深入研究。基于以上现状,本文选取甘肃省张掖市种植较为广泛的中国沙棘、辽阜一号、辽阜二号、浑金、橙色、齐棘这六个种(品种)的沙棘,对各种(品种)沙棘在干旱胁迫下的光合速率、蒸腾速率、叶片含水量、临界饱和亏、叶绿素含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、细胞膜相对透性等生理生化指标的变化情况进行了测定。同时运用隶属函数值法和主成分分析法对各种(品种)的抗旱性进行了评价,运用聚类分析法对六个种(品种)的沙棘进行了分类。通过以上研究,得出以下结论:①六个种(品种)的沙棘的光合速率和蒸腾速率均具有明显的日变化。在6月胁迫初期,各种(品种)光合速率日变化均呈双峰型曲线,有明显的“光午休”现象,分别于11:00和15:00出现两次高峰,而在13:00左右降至最小值;除橙色外,其余五个种(品种)的沙棘蒸腾速率日进程曲线近似为单峰型,峰值出现在11:00左右。经过干旱胁迫后,9月份各品种的光合速率和蒸腾速率均下降;辽阜一号、齐棘、浑金、中国沙棘四个种(品种)的沙棘光合速率曲线为双峰型,辽阜二号、橙色两个品种光合速率日变化曲线为单峰型,其峰值出现于11:00左右;各种(品种)蒸腾速率日进程曲线此时表现为双峰型,最大值分别出现在11:00和15:00左右,最小值出现在13:00左右。各种(品种)间,辽阜一号和辽阜二号的光合速率和蒸腾速率值最高,而浑金的光合速率和蒸腾速率在六个种(品种)中最低。②随着干旱胁迫的加剧,各种(品种)的叶片含水量下降,临界饱和亏值上升。在整个干旱胁迫的过程中,各种(品种)的叶片含水量较为稳定,维持在46.68%~69.34%之间,齐棘、浑金、橙色三个种(品种)的含水量较低,辽阜二号的叶片含水量为各种(品种)最高。中国沙棘的临界饱和亏值最大,齐棘在后期临界饱和亏为各种(品种)最低,说明其易受干旱胁迫影响。③六个种(品种)沙棘叶片中的叶绿素a、叶绿素b的含量均随着干旱胁迫的加剧而下降,类胡萝卜素含量呈现先升后降的趋势。辽阜一号的三种色素含量在六个种(品种)中最高,橙色的三种色素含量最低。④各种(品种)游离脯氨酸含量随着干旱胁迫的加剧均表现为持续增大的趋势,辽阜一号、辽阜二号、中国沙棘的游离脯氨酸含量较高。⑤随着干旱胁迫强度的增加,SOD活性与POD活性变化趋势相近,呈现出先升后降的变化趋势。在整个胁迫过程中,辽阜一号、辽阜二号、中国沙棘三个种(品种)SOD活性与POD活性均较高,齐棘的POD活性与SOD活性则一直最弱。在后期辽阜一号、辽阜二号、中国沙棘三个品种SOD活性下降较其他种(品种)缓慢,说明它们维持SOD活性的能力较强,抗旱性较好。⑥在整个胁迫过程中,各种(品种)沙棘叶片MDA含量均有不同程度的积累,且随着胁迫的加剧,各种(品种)沙棘叶片MDA含量增幅变大,说明沙棘叶片膜系统受伤害程度逐渐增强。橙色、浑金、齐棘三个品种的MDA含量一直处于较高水平,而辽阜一号与辽阜二号的MDA含量在整个胁迫期均较低,说明这两个品种膜系统伤害轻,抗旱性较强。⑦随着干旱胁迫程度的加剧,各种(品种)沙棘的细胞膜透性均呈持续增大趋势,整个胁迫过程中细胞膜透性由小到大依次为:辽阜二号、辽阜一号、中国沙棘、齐棘、浑金、橙色,说明辽阜二号抗旱性最好,而橙色在干旱胁迫条件下受伤害程度最重,其抗旱性最差。⑧本研究中,各种(品种)沙棘在干旱胁迫下所测大多数指标表现出在胁迫初期各指标值相近,而随着胁迫程度的加剧变幅和差异性增大的趋势。说明在轻度水分亏缺时,沙棘具有一定的适应性,从而能够保持各指标变动较小,而当胁迫程度超过沙棘自身调节的限度后,干旱胁迫对沙棘伤害加重,因此指标变幅随着胁迫程度的加剧而增大。⑨通过运用主成分分析法与隶属函数值法对六个种(品种)沙棘抗旱性进行评价,两种方法评价结果一致,得出六个种(品种)沙棘抗旱性由强到弱的顺序依次为:辽阜二号>辽阜一号>中国沙棘>橙色>浑金>齐棘。通过聚类分析,可将六个种(品种)沙棘分为如下两类:第一类为辽阜一号、辽阜二号、中国沙棘三个种(品种),第二类为橙色、浑金、齐棘三个种(品种)。由层次聚类谱系图可知,辽阜一号与辽阜二号的抗旱性在六个种(品种)中最强且性质相近,而中国沙棘的抗旱性略差于辽阜品种,但优于其他三个品种。同时,通过对抗旱性评价指标的选取、抗旱性评价方法的选择、沙棘优良品种的选育三项内容的讨论,提出了以下建议:抗旱性评价的指标体系应该以多指标、多角度、广范围的原则进行指标的选取;抗旱性评价的方法,应加强考虑各指标之间的相关系数,筛选出具有代表性和显著重要性的指标,然后进行评价,以保证评判方法合理,评判结果可靠。而沙棘优良品种的选育要综合考虑沙棘各种效益、果实品质、逆境适应性等因素,以达到稳产、高产的目的,更好的发挥沙棘的效益。文章最后对沙棘资源的利用前景进行了展望。

全文目录

摘要  2-5
Abstract  5-11
1 引言  11-12
2 研究综述  12-25
  2.1 植物对干旱胁迫的响应  12-19
    2.1.1 形态结构  12-14
    2.1.2 生长行为  14
    2.1.3 水分代谢  14-15
    2.1.4 光合作用与蒸腾作用  15
    2.1.5 渗透调节  15-16
    2.1.6 膜保护系统与膜脂过氧化  16-18
    2.1.7 内源激素调节  18
    2.1.8 干旱诱导蛋白  18-19
  2.2 植物抗旱机理  19-20
  2.3 沙棘研究现状与进展  20-25
    2.3.1 沙棘的分布特性  20-21
    2.3.2 沙棘的生物学与生态学特性  21
    2.3.3 沙棘的解剖结构与生理特征  21-23
    2.3.4 沙棘的功能价值与利用  23-25
3 研究区概况  25-29
  3.1 地理位置  25
  3.2 地质  25-26
  3.3 气候  26-27
    3.3.1 日照  26
    3.3.2 气温  26
    3.3.3 降水  26
    3.3.4 气压、风  26
    3.3.5 蒸发、湿度  26-27
    3.3.6 地温、冻土  27
  3.4 水文  27
  3.5 植被  27-28
  3.6 土壤  28-29
4 研究内容与方法  29-32
  4.1 研究内容  29
  4.2 研究方法  29-32
    4.2.1 试验地的选择与布设  29
    4.2.2 样品采集  29
    4.2.3 光合速率的测定  29-30
    4.2.4 水分生理指标的测定  30
    4.2.5 生理生化指标的测定  30-32
    4.2.6 细胞相对电导度的测定  32
5 结果与分析  32-47
  5.1 六个种（品种）的沙棘对干旱胁迫的响应  32-43
    5.1.1 干旱胁迫对光合作用速率的影响  32-34
    5.1.2 干旱胁迫对蒸腾速率的影响  34-35
    5.1.3 干旱胁迫对叶片含水量的影响  35-36
    5.1.4 干旱胁迫对临界饱和亏的影响  36-37
    5.1.5 干旱胁迫对叶绿素含量的影响  37-39
    5.1.6 干旱胁迫对丙二醛(MDA)含量的影响  39-40
    5.1.7 干旱胁迫对游离脯氨酸含量的影响  40-41
    5.1.8 干旱胁迫对 SOD 活性的影响  41
    5.1.9 干旱胁迫对 POD 活性的影响  41-42
    5.1.10 干旱胁迫对细胞膜透性的影响  42-43
  5.2 抗旱性综合评价  43-47
    5.2.1 隶属函数值法  44-45
    5.2.2 主成分分析法  45-46
    5.2.3 聚类分析  46-47
6 结论  47-49
7 讨论  49-51
  7.1 抗旱性评价指标的选取  49-50
  7.2 抗旱性评价方法的选择  50
  7.3 沙棘优良品种的选育  50-51
8 沙棘利用展望  51-53
参考文献  53-61
致谢  61-62
作者简介  62

沙棘六个种（品种）对干旱胁迫的响应

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