黑果腺肋花楸苗木对土壤干旱的光合及生理响应

【目的】探究黑果腺肋花楸在自然土壤干旱条件下的光合及其生理生化特性。【方法】以3年生的黑果腺肋花楸盆栽苗木为试材,通过持续干旱处理,观测苗木叶片的水分参数、光合及叶绿素荧光参数、保护酶活性和渗透调节物质含量等指标的动态变化规律,并对这些生理参数进行相关性和主成分分析。【结果】在自然干旱的过程中,叶片相对含水量(RWC)显著降低,而水分饱和亏(WSD)显著增加;光合色素包括Chl a、Car和总叶绿素含量随着土壤含水量的降低呈先上升后下降的趋势。在初期阶段,当土壤含水量由田间持水量80%~75%(CK)下降至40%~35%(T3)时,黑果腺肋花楸苗叶片的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))和蒸腾速率(Tr)呈逐渐降低的趋势;而水分利用效率(WUE)则显著提高;PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))与对照组无显著差异。随着土壤干旱程度加剧,P_(n)、G_(s)、T_(r)和F_(v)/F_(m)下降幅度越大,而C_(i)上升显著。通过观察叶片P_(n)、G_(s)、C_(i)和F_(v)/F_(m)的变化趋势和相关性分析,在干旱前、中期影响黑果腺肋花楸光合特性的主要因素是气孔限制,在后期则出现非气孔限制。随着干旱的加剧,叶片的质膜受损,电解质外渗率显著增加;丙二醛和H2O2含量以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈先上升后下降的趋势;同时,渗透调节物质含量也逐渐增加。综合分析各指标之间的相关性发现,不仅各个参数内部存在显著相关性,而且水分、光合参数、保护酶活性和渗透调节物质指标之间也存在重要关联。【结论】综合考虑测定指标的主成分分析和评价结果,黑果腺肋花楸在面临持续干旱胁迫时,会迅速降低气孔导度以减少水分散失并提高水分利用效率,会通过提高部分光合色素含量维持光合结构PSⅡ的正常功能以应对干旱环境。同时,在干旱胁迫下,它能通过调节自身保护酶活性及增加渗透调节物质含量来缓解干旱胁迫造成的伤害,表现出较强的适应干旱逆境的能力。

不同干旱胁迫对黑果腺肋花楸幼苗生长及光合特性的影响

为探究黑果腺肋花楸幼苗对不同干旱胁迫下的生长及光合特性的响应,以1 a生黑果腺肋花楸幼苗为试材,采用盆栽控水试验,进行不同干旱处理[轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)],于干旱处理第30 d测定其生长及光合特征参数,并对各项指标进行相关性分析。结果表明:干旱胁迫抑制了黑果腺肋花楸幼苗生长及光合能力,与对照相比,干旱胁迫处理导致生物量、茎粗、叶面积等生长指标和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、水分利用效率(WUE)、叶绿素a(Chla)、类胡萝卜素含量(Car)等光合参数指标显著下降;株高、叶绿素b(Chlb)、总叶绿素(T Chl)含量保持对照水平;根冠比(R/S)显著增加;LS、MS处理叶片相对含水量(RWC)和最大光化学效率(Fv/Fm)与对照相比无显著差异;生长指标与Pn呈极显著正相关;Pn与Gs、Ci呈极显著正相关,这表明“气孔限制”是干旱胁迫下黑果腺肋花楸幼苗Pn下降的主要原因。研究发现,黑果腺肋花楸在LS~MS处理(土壤含水量为田间持水量的40%~60%)下R/S最佳,将更多的资源分配给地下根部,并通过提高叶片Fv/Fm值和调节Gs、保持较高的RWC来适应干旱环境,在SS(土壤含水量为田间持水量的20%)处理下虽受到较严重的影响,但仍能够生存且维持生长,表明黑果腺肋花楸是具有一定抗旱性的树种。

外源海藻糖对低温胁迫下辣椒、茄子苗期光合作用及生理特性的影响

以辣椒、茄子幼苗为试验材料,研究不同浓度海藻糖(0、5、10、20 mmol/L)预处理(3 d)对4℃低温胁迫下辣椒、茄子苗期叶片的叶绿素含量、光合参数及其渗透调节物质含量、抗氧化酶活性的影响,探讨外源海藻糖缓解辣椒、茄子幼苗低温伤害的能力。结果表明,低温胁迫下辣椒、茄子的叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性降低,丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖含量显著增加。低温胁迫下,与对照相比,喷施不同浓度的海藻糖预处理能够显著降低辣椒、茄子叶片的MDA含量,并能够提高P_(n)、G_(s)、T_(r)、叶绿素a含量和叶绿素a/b值;同时,叶片中抗氧化酶活性(POD、SOD、CAT)和渗透调节物质含量均提高。综上所述,叶面喷施适宜浓度(5~10 mmol/L)外源海藻糖对低温下辣椒、茄子叶片光合能力和叶绿素等所受胁迫有缓解作用,可提高抗氧化酶活性,降低低温对辣椒、茄子叶片膜脂过氧化程度,促进渗透调节物质的积累,从而在一定程度上缓解低温胁迫对辣椒、茄子幼苗的伤害。