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酸枣生理生化特性及结构特征对梯度干旱的响应

作　者: 朱广龙
导　师: 魏学智
学　校: 山西师范大学
专　业: 植物学
关键词: 酸枣生理生化结构特征干旱胁迫响应导管晶体
分类号: S665.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文应用植物显微技术、电镜扫描技术、能谱分析、植物组织化学定位方法对生长在烟台、石家庄、宁夏、新疆自然梯度干旱环境中酸枣的根、茎、叶等结构特征进行了研究；采用盆栽控水干旱胁迫法研究了酸枣生理生化对干旱胁迫的响应，以揭示酸枣结构特征及生理生化特性对梯度干旱的响应及适应规律，研究结果表明：（1）.在干旱胁迫下，酸枣保护酶系统中SOD、POD活性呈先增后降的变化趋势，其活性总体呈增加趋势。CAT活性随干旱梯度的加重而先增后减，随胁迫时间的延长而活性降低。（2）.在梯度干旱胁迫下细胞膜透性（电导率）逐渐增大，硝酸还原酶活性逐渐升高，膜脂过氧化产物MDA含量增加，超氧阴离子自由基含量持续增加。（3）.干旱胁迫条件下，渗透调节物质可溶性糖、PRO、AsA含量在梯度干旱胁迫下持续增加，在重度胁迫下其含量分别达到最大值；可溶性蛋白含量先增后减，在中度胁迫条件下其含量最高。（4）.光合色素中，叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b含量随梯度干旱胁迫而减少，叶绿素a/b先升高后降低，总体呈升高的趋势；类胡萝卜素含量随胁迫加重而增加，随胁迫时间延长而减少，表现为先升后降的趋势。(5).酸枣根初生木质部为二原型，表皮细胞排列紧密，皮层由体积较大的薄壁细胞组成，占根初生结构的很大比例，维管柱由1-2层细胞组成，呈圆环形排列。从烟台到新疆，酸枣根初生结构表皮细胞的厚度和宽度逐渐增加,皮层薄壁细胞的厚度和宽度先增后减，中柱鞘细胞的厚度和宽度逐渐增大。宁夏酸枣根初生结构中薄壁细胞体积、皮层总厚度、维管柱面积最大，皮层细胞层数最多。（6）.酸枣根次生结构中，周皮细胞木质化程度高，细胞呈长柱形；次生韧皮部细胞排列紧密整齐，形成层界限明显，次生木质部发达，占次生结构的2/3，导管数量多，管径大，管壁厚，各导管之间有木射线纵向发出。从烟台到新疆，次生木质部中导管数量依次增加，管径增大，提水、输水效率增强。（7）.酸枣茎初生结构中，表皮细胞1-2层排列紧密，具角质层及气孔分布；皮层由大量的薄壁细胞组成，体积较大、形状多样，皮层中有分泌腔、分泌细胞及晶体分布；维管柱中初生木质部、初生韧皮部、形成层发育完整，形态清晰；髓腔发达，有分泌细胞分布其中。从烟台到新疆，茎表皮细胞厚度逐渐增加，皮层薄壁细胞层数、厚度依次增加，分泌细胞数量增多，髓细胞直径增大；茎初生结构中，宁夏的表皮细胞的厚度和宽度最大，皮层薄壁细胞层数最多、厚度最大，导管直径、髓细胞直径最大。（8）.酸枣茎次生结构中，表皮脱落或部分残存，周皮结构完整，细胞已老化，排列整齐；皮层由厚角组织和薄壁组织构成，并有晶簇分布；次生木质部发达，导管数量多，各导管间有木射线发出。（9）.酸枣叶片为异面叶，表皮覆有角质层与蜡质并有表皮毛着生，下表皮分布有大量的气孔。叶肉为全栅型，栅栏细胞长条状排列紧密，栅栏组织5-6层。叶肉及叶脉中有大量的晶体及分泌细胞。从烟台到新疆，酸枣叶片各结构特征呈现规律性的变化，叶片有从异面叶向等面叶进化的趋势。(10).经组织化学定位显示，酸枣叶片及茎中生物碱、脂类物质主、黄酮类物质、多糖类物质、蛋白质分别分布于特定的部位。酸枣叶片和茎中分泌细胞分泌的产物主要成分为：生物碱，脂类物质，多糖类物质及蛋白质。（11）.酸枣茎和根中导管的类型主要有6种，分别为孔纹导管，螺纹导管，网纹导管，环纹导管，梯纹导管及木纤维导管。根据导管有尾的情况，可将导管分为三类：无尾型、一端有尾型和两端有尾型导管，不同地域中各导管的类型、比例、结构特征变化有差异。（12）.酸枣叶片扫描电镜显示，叶片正面和背面均有表皮毛着生，气孔较多，且按一定规则分布，分布有大量的晶体，晶体的形状多样，晶体的分布方式有单晶和簇晶。各地区酸枣叶片气孔和晶体呈有规律的变化。（13）.能谱分析显示，酸枣叶片蜡质主要成分为C、O、Ca三种元素，其中C占62.09%，O占19.69%，Ca占18.22%。烟台、石家庄、新疆三个地域中，叶片晶体的成分都为C、O、Ca三种元素，宁夏的叶片晶体除含有C、O、Ca三种元素外，还含有少量的Si元素，不同地区其含量规律性的差异是其长期适应的结果。

全文目录

摘要  3-6
Abstract  6-15
1. 前言  15-27
  1.1 国内外研究干旱胁迫所涉及到的材料  15
  1.2 干旱胁迫的研究方法  15-16
  1.3 干旱对植物生理生化特性的影响  16-20
    1.3.1 对保护酶活性的影响  16-17
    1.3.2 对渗透调节物质的影响  17-18
    1.3.3 对光合色素含量的影响  18-19
    1.3.4 对硝酸还原酶活性的影响  19
    1.3.5 对膜脂过氧化产物--丙二醛（MDA）含量的影响  19
    1.3.6 对超氧阴离子自由基含量的影响  19-20
    1.3.7 对细胞膜透性（电导率）的影响  20
  1.4 干旱对植物结构特征的影响  20-22
    1.4.1 对植物叶片结构影响  20-21
    1.4.2 对植物茎结构影响  21-22
    1.4.3 对植物根结构影响  22
  1.5 酸枣生态分布与研究现状  22-24
    1.5.1 酸枣生态分布  23
    1.5.2 酸枣资源开发利用现状  23-24
    1.5.3 酸枣研究现状  24
  1.6 选题的目的与意义  24-27
2. 材料与方法  27-40
  （一）、酸枣生理生化特性对梯度干旱胁迫的响应  27-37
    2.1 材料  27
    2.2 试验设计和处理方法  27-28
    2.3 研究内容  28
    2.4 生理生化指标和测定方法  28-36
      2.4.1 土壤含水量的测定  28
      2.4.2 土壤田间持水量的测定  28-29
      2.4.3 酸枣土壤临界含水量的测定  29
      2.4.4 SOD 的测定  29-30
      2.4.5 POD 的测定  30
      2.4.6 CAT 的测定  30-31
      2.4.7 PRO 的测定  31-32
      2.4.8 可溶性糖含量的测定  32
      2.4.9 可溶性蛋白含量的测定  32-33
      2.4.10 抗坏血酸含量的测定  33-34
      2.4.11 光合色素含量的测定  34
      2.4.12 NR 活性的测定  34-35
      2.4.13 MDA 含量的测定  35
      2.4.14 超氧阴离子自由基含量测定  35-36
      2.4.15 细胞膜透性（电导率）的测定  36
    2.5 数据处理  36-37
  （二）、酸枣结构特征对梯度干旱的响应  37-40
    2.6 材料  37
    2.7 方法  37-38
      2.7.1 石蜡切片法  37-38
      2.7.2 Jeffrey 导管离析法(略有改进)  38
      2.7.3 组织化学定位  38
      2.7.4 电镜扫描法  38
    2.8 研究内容  38-39
      2.8.1 根  38
      2.8.2 茎  38
      2.8.3 叶  38-39
      2.8.4 导管  39
    2.9 数据处理  39-40
3. 结果与分析  40-90
  3.1 酸枣生理生化透性对梯度干旱胁迫的响应  40-45
    3.1.1 保护酶活性对梯度干旱胁迫的响应  40-41
    3.1.2 细胞膜透性对梯度干旱胁迫的响应  41
    3.1.3 渗透调节物质对梯度干旱胁迫的响应  41-43
    3.1.4 超氧阴离子自由基对梯度干旱胁迫的响应  43
    3.1.5 光合色素对梯度干旱胁迫的响应  43-45
    3.1.6 NR 及膜脂过氧化产物对梯度干旱胁迫的响应  45
      (1) NR 对干旱胁迫的响应  45
      (2) MDA 对干旱胁迫的响应  45
  3.2 酸枣结构特征对梯度干旱的响应  45-90
    3.2.1 酸枣根对梯度干旱的响应  45-51
    3.2.2 酸枣茎对梯度干旱的响应  51-56
    3.2.3 酸枣叶对梯度干旱的响应  56-63
    3.2.4 酸枣叶与茎的组织化学定位  63-68
      （一）、酸枣叶片的组织化学定位  63-66
      （二）、酸枣茎的组织化学定位  66-68
    3.2.5 酸枣根、茎中导管对梯度干旱的响应  68-82
    3.2.6 酸枣叶片扫描电镜及能谱分析  82-90
4. 讨论  90-96
  4.1 酸枣生理生化透性对梯度干旱胁迫的响应  90-92
    4.1.1 保护酶活性对梯度干旱的响应  90
    4.1.2 细胞膜透性、超氧阴离子自由基及 AsA 对梯度干旱的响应  90
    4.1.3 渗透调节物质对梯度干旱的响应  90-91
    4.1.4 光合色素对梯度干旱的响应  91
    4.1.5 膜脂过氧化产物对梯度干旱的响应  91-92
    4.1.6 NR 对梯度干旱的响应  92
  4.2 酸枣结构特征对梯度干旱的响应  92-96
    4.2.1 酸枣根对梯度干旱的响应  92
    4.2.2 酸枣茎对梯度干旱的响应  92-93
    4.2.3 酸枣叶对梯度干旱的响应  93
    4.2.4 酸枣次生代谢物质对梯度干旱的响应  93
    4.2.5 酸枣导管对梯度干旱的响应  93-94
    4.2.6 酸枣气孔和晶体对梯度干旱的响应  94-96
5. 结论  96-100
致谢  100-102
参考文献  102-118
附录  118

酸枣生理生化特性及结构特征对梯度干旱的响应

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