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甘肃省13个野生早熟禾种质材料耐热性研究

作　者: 吕优伟
导　师: 白小明
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 野生早熟禾高温胁迫生理响应叶绿素荧光耐热性
分类号: S688.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

早熟禾属（Poa L.）植物耐寒性强，是北方、中部地区及南方部分冷凉地区广泛使用的一类草坪草，特别是在中部及南方地区能很好地弥补暖季型草坪草冬季枯萎的弊端，延长草坪绿期。但由于其耐热性较差，在高温季节往往出现“夏枯”现象，表现为叶色发黄，密度和盖度下降，严重影响草坪质量，甚至还会因高温死亡。目前，对早熟禾属草坪草的耐热性研究主要集中在国外引进的栽培品种，野生种质的研究较少。我国野生早熟禾资源丰富，种类繁多，抗逆性强，开展野生早熟禾的耐热性研究，对于提高中部及南方地区夏季早熟禾草坪质量、延长草坪绿期、选育耐热草坪草新品种具有十分重要的意义。本试验以甘肃境内采集的13个野生早熟禾为材料，栽培品种草地早熟禾巴润为对照，模拟高温胁迫条件，研究了野生早熟禾材料对高温胁迫的生理响应及高温胁迫下的叶绿素荧光特性，并对其苗期耐热性进行了综合评价，以期筛选出耐热性较强的材料。主要研究结果如下：1.高温胁迫下，供试材料叶片含水量、生长速度、恢复率随胁迫温度的升高逐渐降低。40/45℃处理下，草地早熟禾各材料叶片含水量显著高于其它材料（P<0.05），供试材料几乎停止生长。2.随胁迫温度升高，供试材料叶片相对膜透性逐渐增大，游离脯氨酸、可溶性糖和蔗糖含量逐渐增加，葡萄糖和果糖含量呈先增加后降低的趋势，35/40℃处理最高。可溶性蛋白的含量逐渐下降。3.供试材料叶片膜脂过氧化产物H₂O₂、·OH和MDA的含量及O₂.-的产生速率均随温度的升高而增加。SOD、CAT和APX活性随胁迫温度的升高呈先增加后降低的趋势，35/40℃为其活性变化的转折点；POD活性则随胁迫温度的升高持续增强。4.随胁迫温度的升高，Fo逐渐增加，Fv/Fm、ETR、ФPSII、qP逐渐下降。30/35℃高温处理下，随胁迫时间的延长，Fo逐渐增加，Fv/Fm、ETR、ФPSII、qP整体呈下降趋势。恢复4d，叶绿素荧光各参数均有所恢复，但仍未恢复至正常水平。5.供试材料耐热性强弱依次为：草地早熟禾（清水）>草地早熟禾（兴隆山）>草地早熟禾巴润>草地早熟禾（渭源）>草地早熟禾（肃南）>草地早熟禾（安定）>草地早熟禾（天祝）>波伐早熟禾（肃南）>高原早熟禾（天祝）>冷地早熟禾（天祝）>波伐早熟禾（甘南）>硬质早熟禾（渭源）>硬质早熟禾（肃南）>一年生早熟禾（甘南）。6.根据层次聚类分析将13个野生早熟禾材料分为三类，草地早熟禾（清水）、草地早熟禾（兴隆山）、草地早熟禾（渭源）、草地早熟禾（安定）、草地早熟禾（肃南）、草地早熟禾（天祝）和草地早熟禾巴润耐热性较强；波伐早熟禾（肃南）、波伐早熟禾（甘南）、高原早熟禾（天祝）、硬质早熟禾（渭源）和冷地早熟禾（天祝）耐热性中等；一年生早熟禾（甘南）和硬质早熟禾（肃南）耐热性较弱。7.相关性分析表明，相对膜透性和MDA的含量与耐热性综合评价值极显著负相关（P<0.01），相关系数分别为-0.860和-0.851。Pro、SP含量，SOD活性；叶片含水量和恢复率与耐热性综合评价值极显著正相关（P<0.01），相关系数分别为0.710、0.763、0.789、0.901和0.927。采集地的海拔高度与早熟禾材料的耐热性显著负相关（P<0.05），采集地年均温和极端最高温与各材料耐热性综合评价值显著正相关（P<0.05），相关系数分别为-0.645、0.643和0.648。SS、POD、CAT和生长速度与耐热性综合评价值之间的相关系数较小，相关性不显著（P>0.05）。

全文目录

摘要  2-4
Summary  4-8
缩略词语表  8-9
前言  9-10
1 文献综述  10-16
  1.1 我国野生早熟禾资源及研究现状  10-11
  1.2 早熟禾耐热性评价研究  11-12
  1.3 草坪草对高温胁迫的响应  12-15
    1.3.1 膜脂过氧化与细胞膜的热稳定性  12
    1.3.2 高温胁迫下活性氧清除系统的变化  12-14
    1.3.3 渗透调节物质的积累  14
    1.3.4 高温胁迫对光合作用的影响  14
    1.3.5 叶绿素荧光技术在耐热性研究方面的应用  14-15
  1.4 研究目的及意义  15-16
2 试验材料与方法  16-20
  2.1 试验材料  16-17
  2.2 试验设计  17-18
    2.2.1 试验处理  17
      2.2.1.1 高温胁迫对野生早熟禾生理生化特性的影响  17
      2.2.1.2 高温胁迫对野生草地早熟禾叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响  17
      2.2.1.3 高温胁迫及恢复对野生草地早熟禾叶片叶绿素荧光特性的影响  17
    2.2.2 试验材料栽培  17-18
  2.3 测定指标及方法  18-19
    2.3.1 叶片含水量、生长速率和恢复率的测定  18
    2.3.2 相对膜透性和渗透调节物质含量的测定  18
    2.3.3 氧自由基和丙二醛（MDA）含量的测定  18
    2.3.4 抗氧化物酶活性的测定  18-19
    2.3.5 叶绿素含量和叶绿素荧光特性的测定  19
    2.3.6 主要仪器设备  19
  2.4 耐热性综合评价  19
  2.5 数据分析  19-20
3 结果与分析  20-58
  3.1 高温胁迫对野生早熟禾叶片含水量、生长速度和恢复率的影响  20-24
    3.1.1 对野生早熟禾叶片含水量的影响  20-21
    3.1.2 对野生早熟禾生长速度的影响  21-23
    3.1.3 对野生早熟禾恢复率的影响  23-24
  3.2 高温胁迫对野生早熟禾叶片细胞膜透性和渗透调节物质的影响  24-33
    3.2.1 对野生早熟禾叶片相对膜透性的影响  24-25
    3.2.2 对野生早熟禾叶片游离脯氨酸（Pro）含量的影响  25-26
    3.2.3 对野生早熟禾叶片可溶性蛋白（SP）含量的影响  26-28
    3.2.4 对野生早熟禾叶片可溶性糖（SS）含量的影响  28-29
    3.2.5 对野生早熟禾叶片蔗糖含量的影响  29-30
    3.2.6 对野生早熟禾叶片果糖含量的影响  30-32
    3.2.7 对野生早熟禾叶片葡萄糖含量的影响  32-33
  3.3 高温胁迫对野生早熟禾叶片氧自由基和膜脂过氧化作用的影响  33-38
    3.3.1 对野生早熟禾叶片过氧化氢（H_2O_2）含量的影响  33-34
    3.3.2 对野生早熟禾叶片羟自由基（·OH）含量的影响  34-36
    3.3.3 对野生早熟禾叶片超氧自由基（O_2.-）产生速率的影响  36-37
    3.3.4 高温胁迫对野生早熟禾叶片中丙二醛（MDA）含量的影响  37-38
  3.4 高温胁迫对野生早熟禾叶片抗氧化酶活性的影响  38-44
    3.4.1 对野生早熟禾叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响  38-39
    3.4.2 对野生早熟禾叶片过氧化物酶（POD）活性的影响  39-41
    3.4.3 对野生早熟禾叶片过氧化氢酶（CAT）活性的影响  41-42
    3.4.4 对野生早熟禾叶片抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的影响  42-44
  3.5 高温胁迫对野生草地早熟禾叶片叶绿素含量及叶绿素荧光特性的影响  44-50
    3.5.1 对野生草地早熟禾叶片叶绿素含量的影响  44-45
    3.5.2 对野生草地早熟禾叶片叶绿素荧光特性的影响  45-50
      3.5.2.1 对 Fo 的影响  45-46
      3.5.2.2 对 Fv/Fm 的影响  46-47
      3.5.2.3 对ФPSII 的影响  47-48
      3.5.2.4 对 ETR 的影响  48-49
      3.5.2.5 对 qP 的影响  49-50
  3.6 高温胁迫及恢复对四个野生草地早熟禾叶片叶绿素荧光特性的影响  50-55
    3.6.1 对野生草地早熟禾叶片 Fo 的影响  50-51
    3.6.2 对野生草地早熟禾叶片 Fv/Fm 的影响  51-52
    3.6.3 对野生草地早熟禾叶片ФPSII 的影响  52-53
    3.6.4 对野生草地早熟禾叶片 ETR 的影响  53-54
    3.6.5 对野生草地早熟禾叶片 qP 的影响  54-55
  3.7 耐热性综合评价  55-58
    3.7.1 野生早熟禾种质材料耐热性综合评价  55-56
    3.7.2 野生早熟禾种质材料耐热性聚类分析  56-57
    3.7.3 耐热性综合评价值与各指标间的相关性分析  57-58
4 讨论  58-64
  4.1 高温胁迫对野生早熟禾叶片含水量、生长速度和恢复率的影响  58
  4.2 高温胁迫对早熟禾叶片细胞膜和渗透调节物质的影响  58-59
  4.3 高温胁迫下野生早熟禾的膜脂过氧化和抗氧化酶活性  59-60
  4.4 高温胁迫对野生草地早熟禾叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响  60-62
  4.5 野生早熟禾的耐热性差异  62-64
5 结论  64-65
参考文献  65-72
致谢  72-73
导师简介  73-74
个人简介  74
在读期间发表的论文  74-75

甘肃省13个野生早熟禾种质材料耐热性研究

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