3个玉兰材料对水涝胁迫的响应与耐涝性评价

为评价星花玉兰及其实生选育品种‘菊花’以及其与柳叶玉兰的杂交品种‘皮鲁埃特’的耐涝性强弱,并为后续星花玉兰耐涝品种选育提供理论依据。通过14 d的水涝胁迫,研究3种玉兰叶片生理、内源激素和光合特性等相关的14个指标变化。利用主成分分析法,比较超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脱落酸(ABA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)这5个作为评价耐涝性指标的重要性以及评价耐涝性,同时利用隶属函数分析法对5个指标进行耐涝性评价。结果表明:(1)3种玉兰在水涝胁迫后叶片的净光合速率(P n)、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、叶绿素含量、初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))、PSⅡ最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学量子产量(Yield)和可溶性蛋白含量均显著降低,MDA、ABA含量和SOD活性均有不同的增加幅度。‘菊花’和星花玉兰处理组的C_(i)、ACC显著增加,而‘皮鲁埃特’的显著降低。(2)评价3种玉兰耐涝性的生理及内源激素指标重要性依次为ACC、SOD、ABA、可溶性蛋白和MDA。(3)通过主成分分析法和隶属函数分析法对3种玉兰进行综合评价,耐涝性强弱依次为‘皮鲁埃特’、星花玉兰和‘菊花’。

淹水胁迫对星花玉兰及其品种光合特性的影响

为探究星花玉兰(Yulania stellata)光合生理特性对淹水胁迫的响应规律,采用双套盆法对星花玉兰及其4个品种进行淹水处理,测定不同淹水时间叶绿素含量、比叶面积、光合参数和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:①在淹水胁迫下,各品种叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素变化趋势基本一致,‘皮鲁埃特’和‘菊花’未出现显著性变化,星花玉兰、‘贝蒂’和‘朱迪’呈下降趋势。②各品种的净光合速率(Pn)呈下降趋势,处理组最大净光合速率(P_(nmax))与光饱和点(L_(SP))均显著低于对照组;‘菊花’和‘皮鲁埃特’的暗呼吸速率(R_(d))为处理组高于对照组,而‘贝蒂’、‘朱迪’和星花玉兰的Rd在淹水处理后显著降低,光合产物消耗减少。③各品种星花玉兰的最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))均为下降趋势。‘皮鲁埃特’与‘朱迪’有效光化学量子产量(Φ_(PSⅡ))在淹水胁迫下整体下降幅度较小,分别为8.4%和24.7%;‘菊花’、‘贝蒂’和星花玉兰则下降幅度较大,分别为76.7%、85.7%和64.6%。淹水胁迫影响星花玉兰及其品种光合特性,不同品种有差异,除‘贝蒂’外其余4个星花玉兰品种在处理前7 d时光合作用正常进行,‘皮鲁埃特’具有较强的光合能力和涝害适应能力。研究结果可为筛选适应南方湿涝地区或易积水地区栽植的星花玉兰品种提供理论依据。

星花玉兰及其品种的光响应模型筛选

以星花玉兰及其4个品种为试验材料,使用Li-6400便携式光合仪测定其光响应曲线,采用4种光响应模型(双曲线修正模型、 非直角双曲线模型、 指数模型和直角双曲线模型)分析叶片的光响应过程.结果表明,4种模型对星花玉兰叶片光合作用光响应过程模型拟合效果的优劣顺序为,直角双曲线修正模型>非直角双曲线模型>指数模型>直角双曲线模型.对于星花玉兰及其4个品种而言,直角双曲线修正模型是最佳光响应模型,可使用此模型进行星花玉兰的光响应过程测定.

淹水胁迫对星花玉兰及其相关品种叶片光合特性的影响

为探讨星花玉兰〔Yulania stellata(Maxim.)N.H.Xia〕及其相关品种‘菊花’(‘Chrysanthemiflora’)和‘贝蒂’(‘Betty’)在梅雨期间叶片的光合响应机制,对淹水胁迫1、3、7和14 d星花玉兰、‘菊花’和‘贝蒂’3年生嫁接苗叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO 2浓度和蒸腾速率进行比较。结果表明:淹水组星花玉兰、‘菊花’和‘贝蒂’叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均低于对照组(正常浇水),并随淹水时间延长逐渐下降,而胞间CO 2浓度则高于对照组,并随淹水时间延长逐渐升高。与对照组相比,淹水胁迫14 d星花玉兰、‘菊花’和‘贝蒂’叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别下降了94.6%~100.9%、84.7%~95.6%和80.6%~86.2%,而胞间CO 2浓度升高了74.1%~135.0%。总体来看,淹水胁迫对星花玉兰、‘菊花’和‘贝蒂’的叶片光合特性均有一定的影响,其中,‘贝蒂’受到的影响最小。

星花玉兰对不同通气性基质的形态生理响应特征

以一种优良的观花小乔木星花玉兰(Yulania stellata)为试材,选择人造有机团粒、石块为主要土壤改良材料,采用控制性栽培试验,研究了不同土壤通气性条件下星花玉兰的形态和生理指标,首次把开花品质列入主要的研究指标之一,以期明确土壤环境透气性导致的木兰科肉质根植物的生理响应机理。结果表明:土壤通气性显著影响星花玉兰的形态、开花品质和生理指标,表现出通气性增加显著提高了叶片全氮及花瓣含水量。含人造有机团粒50%的处理通气孔隙为29.37%,含石块10%的处理通气孔隙为20.01%,前者比后者的叶片全氮含量增加了133.60%,花瓣含水量增加了6.73%,花径增加了0.07%,单瓣宽度显著增加了0.12%(F=6.754,P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了91.76%。SOD活性与基质通气性呈显著负相关(F=5.638,P<0.05)。该研究揭示了星花玉兰对不同基质通气性的生理生态响应规律。

淹水胁迫对星花玉兰木质部水分运输的影响

本研究以耐涝性不同的星花玉兰、‘皮鲁埃特’玉兰和‘朱迪’玉兰为材料,通过双套盆法模拟淹水处理,研究淹水胁迫对其木质部水分运输的影响。结果表明:3个品种均为散孔材树种,导管较小,输水阻力较大;导管类型为进化的梯纹导管和孔纹导管,孔纹导管占比为68%~82%,导管穿孔板为梯状穿孔板和单穿孔板并存;纹孔类型为具缘纹孔,均呈椭圆型。淹水胁迫下各品种水分运输均受到显著影响,水力结构参数均显著降低,栓塞程度增加,水分运输安全性均减弱。耐涝性强的‘皮鲁埃特’玉兰,其水力结构参数受涝害影响小,导水率、比导率和导水损失率变化幅度小,水分运输有效性更强,纹孔径向运输能力强。枝条导水率与单孔率和导管聚合度显著相关,导水损失率与管孔平均面积显著相关,其他导管和纹孔数量特征与水力结构参数无相关性。