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构树和桑树对聚乙二醇诱导的干旱以及低磷的生理响应

作　者: 梁铮
导　师: 吴沿友
学　校: 江苏大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 构树光合作用磷聚乙二醇适应性喀斯特
分类号: S718.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

喀斯特地区所处的环境是脆弱的生态环境,遭受到多种多样的环境逆境。岩溶干旱和磷的缺乏是其中两种较典型的喀斯特逆境,它们影响了植物对营养元素的吸收,对植物的生长起了极大的限制作用,使得许多喜酸、喜湿、喜肥的植物在这里难以生长,导致群落结构相对简单,生态系统容易遭到破坏,所以在西南喀斯特退化生态环境的治理上,先锋植物的选择和培育就显得至关重要,因此对喀斯特先锋植物的抗逆性进行研究,可以进一步了解其适应性特征和适应机理,从而为该地区退化生境的治理提供科学依据。本文利用喀斯特适生木本植物构树为研究材料,以形态相似的同科植物桑树作为对比植物,模拟西南喀斯特地区土壤干旱和低磷的环境特点,用聚乙二醇胁迫程度和含磷量不同的营养液对构树(Broussonetia papyrifera)和桑树(Morus alba)两种木本植物进行培养,根据其碳酸酐酶活性、叶绿素荧光特性、光合特性以及微量营养元素积累量的不同探讨构树、桑树对聚乙二醇模拟的干旱和缺磷的响应,比较构树、桑树对岩溶干旱和低磷的适应性。主要研究结果如下：1)与桑树相比,构树无论是在干旱胁迫还是缺磷胁迫下都拥有较高的碳酸酐酶活性。随着PEG 6000造成的干旱胁迫程度的增大,构树的碳酸酐酶活性变化不显著,而桑树的碳酸酐酶活力,不同的PEG 6000浓度间差异较大,最大值是最小值的4倍。PEG 6000浓度为5、10、20 g·L-1时桑树的碳酸酐酶活力明显小于对照以及浓度为40、60 g·L-1时的碳酸酐酶活力；随着磷缺失的越来越多,桑树的碳酸酐酶活性持续降低,而构树在磷缺失较少时基本保持不变,磷缺失许多时才会迅速降低,且它的碳酸酐酶活性始终要比同一处理桑树的碳酸酐酶活性要高,结果表明构树的碳酸酐酶能够忍受干旱程度的变化,桑树的碳酸酐酶则随着干旱程度的不同表现出不同的活性,在一定磷缺失下,构树可以通过CA的调节作用保持正常的生长状态。2)构树的净光合速率、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ受PEG 6000的影响较小,而桑树受到PEG的抑制较大。构树的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ以及光化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)在逆境胁迫下都要明显高于桑树。结果证明,在干旱逆境下,构树的光合效率要比桑树高。3)桑树树的净光合速率、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ随着磷缺失程度的加大迅速降低,而构树虽略有下降但下降趋势却很慢,且构树的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ以及光化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)在缺磷胁迫下都要远远高于桑树。结果证明,在缺磷逆境下,构树的光合效率同样要比桑树高。4)在干旱逆境中,构树叶片内铁锰铜锌的积累量与对照无显著差异,而桑树则存在较大差异；构树叶中铁锰铜锌的积累量会随着缺磷缓慢降低,桑树叶中铁锰铜锌的积累量则是迅速降低。结果表明,干旱胁迫和缺磷胁迫对构树的元素吸收的影响远没有桑树大。5)综上所述,构树比桑树更能够适应喀斯特环境的干旱和低磷条件下正常生长,维持正常的代谢水平,表现出对干旱和低磷环境的适应性。这些理论为我们筛选喀斯特适生植物提供依据,同时也可以方便我们利用构树进行喀斯特石漠化生态修复。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-19
  1.1 喀斯特环境特征  10-11
  1.2 喀斯特先锋植物研究现状  11-12
  1.3 碳酸酐酶与环境的适应性  12-14
  1.4 聚乙二醇在植物干旱胁迫生理研究中的应用  14
  1.5 植物耐旱性的研究现状  14-16
    1.5.1. 国外研究现状  14-15
    1.5.2. 国内研究现状  15-16
  1.6 植物对低磷的适应性的研究现状  16-17
  1.7 研究的目的和意义  17
  1.8 本研究的主要内容  17-19
第二章构树、桑树碳酸酐酶活性的差异  19-26
  2.1 材料与方法  20-21
    2.1.1 试验材料培养与处理  20-21
    2.1.2 碳酸酐酶活性的测定  21
    2.1.3 数据处理  21
  2.2 结果与分析  21-24
    2.2.1 野外两种植物CA活性对比  21-22
    2.2.2 不同聚乙二醇浓度处理下CA活性对比  22-23
    2.2.3 不同磷水平处理下CA活性对比  23-24
  2.3 小结  24-26
第三章聚乙二醇胁迫对桑树、构树光合效应的影响  26-33
  3.1 材料与方法  27-28
    3.1.1 试验材料培养与处理  27
    3.1.2 测定方法  27-28
    3.1.3 数据处理  28
  3.2 结果与分析  28-31
    3.2.1 PEG 6000处理下植物对光强和二氧化碳的响应  28-29
    3.2.2 PEG处理对构树、桑树两种植物叶绿素荧光参数的影响  29-31
  3.3 小结  31-33
第四章低磷对桑树、构树光合作用的影响  33-38
  4.1 材料与方法  33-34
    4.1.1 试验材料培养与处理  33-34
    4.1.2 测定方法  34
    4.1.3 数据处理  34
  4.2 结果与分析  34-37
    4.2.1 低磷处理下植物对光强和二氧化碳的响应  34-36
    4.2.2 低磷处理对构树、桑树两种植物叶绿素荧光参数的影响  36-37
  4.3 小结  37-38
第五章聚乙二醇胁迫和低磷胁迫对构树、桑树微量元素铁锰铜锌获取的影响  38-43
  5.1 材料与方法  39
    5.1.1 试验材料培养与处理  39
    5.1.2 测定方法  39
    5.1.3 数据处理  39
  5.2 结果与分析  39-41
    5.2.1 PEG处理对两种植物叶片铁锰铜锌积累量的影响  39-40
    5.2.2 低磷对两种植物叶片铁锰铜锌积累量的影响  40-41
  5.3 小结  41-43
第六章结论和展望  43-46
  6.1 结论  43-44
  6.2 展望  44-46
    6.2.1 木本植物对高pH的适应性  44
    6.2.2 木本植物对高钙镁离子的适应性  44-45
    6.2.3 木本植物对营养元素缺乏的适应性  45
    6.2.4 木本植物的喀斯特适生性综合研究  45
    6.2.5 喀斯特先锋植物综合研究  45-46
参考文献  46-55
致谢  55-56
攻读硕士期间发表的主要论文  56

构树和桑树对聚乙二醇诱导的干旱以及低磷的生理响应

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