大叶榉新品种‘恨天高’对盐碱胁迫的生理生化响应

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‘恨天高’(Zelkova schneideriana ’Hentiangao’)是大叶榉(Zelkova schneideriana Hand.-Mazz)经实生选育而成的新品种,为丛生型落叶灌木或小乔木,具有观赏性好和抗逆性强的特点。本研究旨在探讨‘恨天高’对盐碱的耐受性,为其在盐碱地的推广应用提供依据。试验以一年生‘恨天高’嫁接苗为研究对象,通过人工模拟盐碱胁迫环境,设3种不同的胁迫类型:NaCl (A)、NaHCO3 (B)、NaCl和NaHCO3等摩尔(1:1)混合(C),每种类型设对照(CK)、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、 400mmol/L共5个浓度梯度处理,通过测定盐碱胁迫处理下的盐害指数、存活率、株高生长量、相对电导率(Rec)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、脯氨酸(Pro)、叶绿素(Chl)、叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素等12个生长及生理生化指标的变化,确定植株对不同盐分胁迫的耐受性差异和同一盐分的耐盐范围;筛选适合‘恨天高’耐盐碱能力的评价指标;并通过不同NaCl浓度(CK、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、400mmol/L)胁迫处理下‘恨天高’的光合参数和叶绿素荧光参数变化,探讨‘恨天高’对盐胁迫的生理响应机制。主要研究结果如下:(1)盐碱胁迫对‘恨天高’叶片形态有显著的影响。盐害症状首先出现在老叶,随后是新叶;植株老叶盐害表现为:叶缘或叶尖首先出现焦枯现象,随后叶片黄化失绿、落叶,最后枝条发黑、植株死亡。3种不同类型胁迫处理下,植株的叶片盐害程度不同,响应胁迫的速率也不同。随着盐碱胁迫浓度增加和胁迫持续,植株盐害指数不断增大,叶片盐害等级升高。不同胁迫相应浓度下叶片盐害指数表现为C组最大,A组次之,B组最小;‘恨天高’对NaCl盐和混合盐碱胁迫较早作出应激反应。(2)盐碱胁迫下,‘恨天高’生长及生理生化指标均发生变化。‘恨天高’幼苗存活率随胁迫浓度的增大呈下降趋势,3类胁迫相应浓度下存活率表现为B≥A≥C;根据致死中量理论,‘恨天高’对NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3等摩尔混合胁迫引起植株一半死亡的致死浓度在为200mmol/L-400mmol/L之间;盐碱胁迫对‘恨天高’幼苗株高生长均表现出抑制作用,C处理的抑制作用最强,A处理次之,B处理最弱:随着胁迫浓度的增大和胁迫时间的延长,Rec、MDA、Pro呈逐渐上升的趋势;SOD、POD、叶绿素、叶绿素a则呈先上升后下降的趋势;叶绿素b和类胡萝卜素的变化趋势因胁迫类型和胁迫浓度不同而有差异;不同胁迫类型对‘恨天高’各生理生化指标影响表现出相似的变化过程。(3)主成分分析结合隶属函数综合评价结果表明:‘恨天高’对3种胁迫类型的耐受性由强到弱排序为NaHCO3胁迫>NaCl胁迫>NaCl与NaHCO3等摩尔混合胁迫;叶绿素、叶绿素a、SOD活性和POD活性4个指标可作为‘恨天高’耐盐碱能力的鉴定指标。(4)不同浓度NaCl胁迫下,‘恨天高’叶片的光响应曲线均为二次曲线:盐胁迫下‘恨天高’光合作用受到明显抑制;随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长,受非气孔因素影响,‘恨天高’叶片净光合速率下降;盐胁迫降低了‘恨天高’对光环境的适应能力和对光能的利用能力。同时,盐胁迫使‘恨天高’叶片的光化学反应减弱,对光能的吸收能力降低,电子传递速率降低,从而影响光能转化为化学能,影响其光合作用;‘恨天高’在盐胁迫下可通过增加热耗散来消耗过剩光能,避免或缓解光氧化损伤。
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