高温胁迫对不同种源希蒙得木叶片生理特性的影响

利用人工气候室模拟高温环境,研究了不同程度高温处理对3个不同种源(Z1:会东可河;Z2:澳大利亚肯多伯冷;Z3:美国菲尼克斯)希蒙得木叶片相对含水量(LRWC)、叶片光合特性、渗透调节、抗氧化保护酶、膜脂过氧化的影响。结果表明,3个种源希蒙得木幼苗LRWC、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均随高温胁迫强度的加剧呈极显著下降趋势,叶绿素含量(Chl)、可溶性糖含量显著降低;脯氨酸(Pro)含量呈极显著上升趋势;丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)均随高温胁迫强度的加剧而显著增加;高温胁迫对希蒙得木幼苗叶片过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响因种源不同而有所差异,Z1、Z2的POD活性随高温胁迫程度的增加而持续上升,Z3的POD活性呈先上升后降低趋势;Z1、Z3的SOD活性随高温胁迫程度的增加而持续上升,Z2的SOD活性呈先降低后上升趋势。以隶属函数法综合分析各种源希蒙得木幼苗抗高温能力的结果表明,3个种源希蒙得木幼苗的抗高温能力由强到弱依次为:Z1、Z3和Z2。结果表明,长期生长在金沙江干热河谷的Z1可能已经适应当地的生态环境,表现出较好的抵御高温的能力,不同种源耐高温能力的差异可能是通过种源所在地的气候、土壤、海拔等因子综合作用,经过漫长的系统发育,产生不同的变异结果。

金沙江干热河谷希蒙得木的光合特性

在四川省会东县可河乡,采用Li-6400光合测定系统,对希蒙得木Simmondsia chinensis2个种源4年生人工林的光合特性进行野外测定。结果表明,希蒙得木的二氧化碳补偿点为56-62μmol.mol-1,羧化效率0.081 4-0.094 6,暗呼吸速率1.15-1.18μmol·m^-2.s-1,光补偿点31-35μmol·m^2.s^-1,光饱和点1 308-1 592μmol·m^2.s^-1,表观量子效率0.033-0.037,属典型阳性的C3植物。叶片净光合速率日变化呈单峰曲线,光能利用效率平均5.641-5.999 mmol·mol^-1,水分利用效率1.0 mmol·mol^-1。

希蒙得木的扦插繁殖技术

采用全光照自动间歇喷雾扦插繁殖方法对影响希蒙得木插穗生根的内在因素进行较为系统的研究,分别就希蒙得木植株个体、穗条年龄、长度、药剂处理、扦插时间等对插穗生根的影响进行试验。结果表明:(1)采条成年植株个体间插穗生根有差异,自幼株采集的插穗生根率高;(2)药剂处理能显著提高嫩枝插穗的生根率,其中以IBA1000g/kg处理生根效果最好;(3)在全光照自动间歇喷雾条件下,单节插穗生根率高;(4)嫩枝插穗的适宜扦插含水率40%～50%,适宜的扦插时间为7月～8月;(5)希蒙得木嫩枝插穗生根困难的内在原因是枝条含有生根抑制物质,浸水处理12h能提高插穗的生根率。

希蒙得木种子生物学特性研究

本文对希蒙得木种子形态指标进行测定分析表明 :单粒重与种子纵径、横径的相关系数分别为 0 .69和 0 .80 ,良种选育中应选择横径较大的品种 (无性系 ) ;沙藏催芽后容器播种 ,发芽率高 ,出苗整齐 ,便于管理 ;种子对萌发对通气条件要求高。

金沙江干热河谷希蒙得木光合及叶绿素荧光特性

比较研究了4a生希蒙得木[Simmondsia chinensis(Link.)Schneider]两个种源(美国Hyder和以色列Vacaville)叶片的光合及叶绿素荧光特性。结果表明:在金沙江干热河谷地区两个种源的希蒙得木的净光合速率(Pn)、气孔导度日变化均呈单峰曲线,峰值出现在上午10:00。相同的试验条件下,Vacaville种源的净光合速率、气孔导度高于Hyder种源;经充分暗适应后,Vacaville种源的叶片叶绿素F0、Fm、Fv、Fv/F0、NPQ和ETR均高于Hyder种源。光强度在200 μmol m-2s-1以下,两个种源的PhiCO2和PhiPS2呈线性负相关;而光强度在200-2000 μmol m-2s-1间则呈线性正相关。空气中CO2浓度和荧光光合速率、PhiPS2、PhiCO2值存在着一定的正相关关系。Vacaville种源较Hyder种源更适应金沙江干热河谷气候。

希蒙得木幼苗对干旱胁迫的响应

以希蒙得木自然分布区和引种驯化的7个地理种源为研究对象,采用盆栽控水方法设7个水分梯度。结果表明,在水分胁迫下,希蒙得木不同种源各个生理指标表现出相似变化规律。希蒙得木幼苗叶片相对含水量逐渐减少,细胞膜透性呈缓慢递增的趋势;不同种源幼苗叶片游离脯氨酸含量、SOD活性、CAT酶活性、POD活性、MDA含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、ABA含量出现不同程度的上升趋势,在胁迫到35～42天时达到高峰,随后有所降低,但在相当一段时间内保持稳定。希蒙得木叶片中IAA的含量随着干旱胁迫程度的增加和水分胁迫时间的延长而降低。

希蒙得木开花特性初步研究

在四川金沙江干热河谷地带栽培的希蒙得木一年四季均可开花，但主要集中在1月～2月和6月～7月，而且仅春季开的花才可能授粉坐果。雄株开花时间早于雌株。在2a生时，植株开花率迭98％。影响希蒙得木开花坐果的主要气候因子是空气相对湿度。在旱季采取灌溉措施可以显著提高植株坐果率，种子产量是未灌溉植株的7倍以上。

水分胁迫对希蒙得木幼苗生物量的影响

采用完全随机试验设计,应用温室盆栽试验方法,研究16个月生希蒙得木实生苗在不同土壤水分条件下的生物量分配。7个希蒙得木种源参加试验,用控制浇水的方法设7个水分梯度。结果表明:在水分胁迫下,与对照相比,7个种源的希蒙得木总生物量分别下降了26.40%,37.22%,30.26%,20.11%,27.22%,30.41%,34.17%;地上部分生物量占总生物量的比例逐渐降低,地下部分生物量占总生物量的比例逐渐增加,变幅为1.64%,2.00%,2.31%,2.15%,1.85%,2.67%,2.14%;根冠比分别是对照的110.68%,147.54%,171.96%,152.36%,152.29%,226.11%,152.76%。

2年生希蒙得木幼苗对干旱胁迫的光合生理响应

采用盆栽控水的方法,研究了不同程度干旱胁迫(干旱0 d6、d1、2 d、18 d)对2年生希蒙得木叶片光合特性的影响。结果表明,希蒙得木叶片相对含水量(LRWC)随土壤含水量(SWC)的降低而显著降低,且SWC与LRWC呈极显著正相关;叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和最大净光合速率(Pnmax)均随干旱时间的增加而显著降低,暗呼吸速率(Rd)显著增加,胞间CO2浓度(Ci)呈先降低(D12)后升高(D18)的趋势,但水分利用效率(WUE)与Ci呈相反的变化趋势;干旱12 d处理下希蒙得木叶片光合能力下降的主要原因可能是气孔限制,而干旱18 d后植株光合能力下降的主要原因可能是非气孔限制;此外,表观量子产量(AQY)和光饱和点(LSP)均随干旱胁迫程度的增加而显著下降,并伴随着光补偿点(LCP)的急剧升高。由此表明,干旱条件下,希蒙得木叶片水分严重亏缺,光合碳同化能力及对光环境的适应能力降低,这也可能是植株应对干旱逆境的生存策略。

国外希蒙得木研究与我国发展对策

介绍了希蒙得木的分布与命名,阐述了发展希蒙得木的科学背景,对种植希蒙得木的经济效益和市场前景进行分析,还对我国在发展希蒙得木过程中存在的问题提出相应对策.

希蒙得木引种栽培研究

通过多点试验,在深入研究该树种生态学及生物学特性的基础之上,进一步探讨了引种栽培的主要技术措施及其引种地区的初步划分.完成了由种子到种子引种全过程.由理论上的综合分析到引种实践的验证,已将引种的可能性变为了现实性.收获种子的含油量保持了原产地的水平,油的质量与进口种子无差异.

希蒙得木的开发利用

对希蒙得木的生物学特性开发利用价值、种子油的成分和化学性质等进行阐述,并提出希蒙得木栽培利用的体系以及需要注意的问题。

希蒙得木组织培养技术研究

希蒙得木种子在培养基上易萌发 ,获得无菌幼苗 ;子叶、当年生实生苗顶芽、侧芽均不易分化 ;无菌幼苗茎段在F(MS +ZT 1 5mg/L +IBA 0 2mg/L)、ZT2 (MS +ZT 2 0mg/L +NAA 0 0 5mg/L)培养基上培养效果好 ;最适生根培养基为Q(1/ 2MS +IBA 1 0mg/L +IAA 1 0mg/L)。

希蒙得木嫩枝扦插正交试验

正交试验表明:希蒙得木嫩枝扦插生根率高的理论组合是A1B3C1D3(基部、三节、1000g/kg、30min)。综合分析认为,希蒙得木嫩枝扦插从当年生半木质化枝条的基部、中部截制插穗,穗长2～3节,用IBA1000g/kg或2000g/kg浸穗条基部30min,插穗的生根率最高。

高温胁迫对希蒙得木幼苗叶片光合生理特性的影响

在人工气候室内采用盆栽土培的方法,研究了不同程度高温胁迫对希蒙得木幼苗叶片光合作用和相关生理指标的影响。结果表明,对照(CK)叶片净光合速率(Pn)日变化呈"双峰"型,高温处理后叶片净光合速率日变化呈"单峰"型,T1和T2处理比CK同一时间峰值分别下降了17.4%和35.5%。T1和T2处理叶片的蒸腾速率(Tr)显著降低,气孔导度(Gs)日变化均随高温胁迫强度的加剧而极显著下降,高温胁迫使叶片胞间CO2浓度(Ci)升高,说明高温胁迫下希蒙得木幼苗叶片光合能力降低主要是受非气孔因素限制。此外,高温胁迫下的希蒙得木幼苗叶片相对含水量(LRWC)和叶绿素含量(Chl)显著降低;叶片相对电导率、丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)、脯氨酸含量(Pro)和可溶性糖含量均随高温胁迫强度的加剧而显著升高。试验表明希蒙得木具有较高的耐热能力。

希蒙得木研究综述

综述了希蒙得木的栽培利用历史、种子油的化学性质与应用、生物学特性、繁殖与栽培技术等 ,并提出今后的研究重点。

热胁迫对希蒙得木幼苗光合特性的影响

3种处理温度(CK、T1、T2),全天平均温度分别为31℃、38℃和46℃,最高温度分别为35℃、44℃和54℃。T1处理希蒙得木的Pn日变化曲线呈双峰型,峰值分别出现在10:00和16:00,表现出光合"午休"现象;T2处理的Pn日变化从8:00到10:00持续下降,10:00时Pn为-1.87μmol CO2.m-2.s-1,从10:00到18:00,Pn基本没有变化。不同温度处理希蒙得木叶片的最大净光合速率(Pn)差异显著,CK处理的Pn是T2处理的2.26倍,T1处理的Pn是T2处理的1.41倍;随着胁迫强度的增加,希蒙得木的Tr不断下降,CK处理下希蒙得木日平均Tr为T2的3.66倍,表明希蒙得木是一种比较耐热的植物。希蒙得木LSP和LCP降低,是其适应高温逆境的一种重要形式。3种温度处理下希蒙得木光能利用效率(SUE)表现为CK和T1处理的SUE在10:00最高;T2处理的以8:00最高,其余均为负值。从全天来看,CK、T1、T2处理的SUE平均为7.06%、5.13%、0.41%。

希蒙得木对高温胁迫的生理响应

以希蒙得木自然分布区和引种驯化的7个地理种源为研究对象,采用盆栽育苗温棚控温方法设置3个温度处理水平,观察其对高温胁迫的生理响应。结果表明:高温胁迫下,不同种源各生理指标表现出相似的变化规律;不同种源的叶片水分含量均在高温胁迫下下降,膜的通透性增加;不同种源幼苗叶片在T1处理下过氧化物酶(POD)活性显著高于对照,超氧化物歧化酶(SOD)活性低于对照,但在T2处理下,不同种源的SOD又表现出较高活性;T1和T22种高温胁迫,其丙二醛含量变化规律不明显,脯氨酸含量显著增加;可溶性蛋白随胁迫程度的加重,其含量变化趋势为先升后降;热胁迫下,各种源幼苗叶片可溶性糖含量变化规律不一致。

闽南沿海沙质地区希蒙得木的引种

引种试验表明:希蒙得木在闽南沿海温暖潮湿的沙质地区不论原种或子代都生长良好、能自然开花结果,物候期及生长规律表达稳定,种子含油量及品质与原产地基本一致,引种试验成功;但由于病虫害等原因,希蒙得木在引种点无人为管理的情况下无法自然生存。沙地良好的通透性和林地良好的排水性是希蒙得木能承受当地高达1325mm年降雨量的主要原因,也是希蒙得木在闽南沿海沙质地区引种成功的主导因子;希蒙得木在引种点的耐旱性不强,旱季浇水有助于植株生长。