西藏林芝桃儿七表型多样性及抗旱、抗寒性研究

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桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)别名鬼臼,有些地方也称为铜筷子、羊泡蛋、羊角爪,藏名奥墨色,是我国中藏药珍稀药用植物,为小檗科(Berberidaceae)桃儿七属(Sinopodpphyllum)多年生草本植物。在我国主要分布在西藏、云南、甘肃、陕西等地,在西藏主要分布在昌都、察雅、察隅、波密、林芝、米林、隆子、亚东、定结、吉隆等地。具有抗肿瘤、祛痰止咳、抗炎、治疗腹泻、跌打损伤和治疗各种妇科疾病等多种作用,其根基根茎中的主要成分鬼臼毒素是合成抗癌物质的前体物质。正因其较高的药用价值,使得其野生资源被大量采挖,导致其生境受损,桃儿七野生资源急剧减少,现处于严重濒危状态,已被列入《中国植物红皮书》为国家三级保护植物。本试验以桃儿七为研究对象,通过对6个不同桃儿七种源的表型、抗旱、抗寒性进行研究,计算分析其表型多样性及利用隶属函数法评价桃儿七的抗旱、抗寒性,以期为桃儿七种质资源的保护利用、生产管理和筛选、鉴定桃儿七抗旱、抗寒性品种提供理论依据。具体研究结果如下:  (1)6个不同桃儿七种源均表现出较高的表型多样性;其值按大到小的顺序依次为叶纵径>叶横径>叶横径/纵径>果横径>茎色>果纵径=果横径/纵径=种子数>种子千粒重>叶裂缺>叶被毛>叶裂深浅。主成分分析结果说明:在今后的测定中可将果纵径、果横/纵径2个性状视为桃儿七表型的主要性状。相关分析表明:部分性状间表现出显著或极显著相关性,其中,叶横径与叶纵径间呈极显著正相关;叶被毛与叶裂缺间呈极显著正相关;果横径/纵径和茎色间呈显著正相关。聚类结果与种源地理位置的差异性,说明林芝桃儿七种源表型性状变异具有间断性。  (2)在干旱胁迫下6个不同桃儿七种源表现出不同程度的抗旱性。经30 d的胁迫处理发现:各种源间叶片水势值差异明显,最高值-2.067 MPa为鲁朗种源,最低为布久乡种源,这说明随干旱胁迫时间的延长,各种源间水分的散失速度存在差异,抗旱能力不同。叶绿素相对含量米林种源最高,东久乡最低。净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的最大值均为鲁朗居群;其中净光合速率(Pn)总体呈下降趋势,气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)的变化趋势基本相同,蒸腾速率(Tr)在后期有所下降。土壤相对含水量林芝桥和米林种源均先升高后降低,与布久乡种源则恰好相反,赛卧村和鲁朗种源基本维持不变,东久乡种源呈波动式降低。光能捕获效率淬灭(Fv’/Fm’)与非化学淬灭(NPQ)总体均呈下降趋势;中期鲁朗种源和林芝桥种源光能捕获效率淬灭(Fv’/Fm’)有所下降,说明已感受到了干旱胁迫;非化学淬灭(NPQ)变化表现各异抗旱性也各异。光合电子传递速率(ETR)表现米林>鲁朗>东久乡>布久乡>林芝桥>赛卧村。通过隶属函数分析得出各种源中米林种源的抗旱能力最强,其次鲁朗、东久乡、林芝桥、赛卧村,抗旱能力最弱为布久乡。  (3)在低温胁迫下,各种源抗寒性大小顺序依次为:鲁朗>布久乡>林芝桥>赛卧村>东久乡>米林。同种源叶片水势值相比,0℃明显低于4℃,说明,桃儿七植株能够感受≤4℃的低温胁迫,并产生一定的生理响应。叶绿素相对含量在0℃环境下,呈迅速下降趋势,除布久乡外;在4℃下,鲁朗最高,米林种源最低。说明,低温对桃儿七叶片叶绿素含量维持是不利的。净光合速率(Pn)在0℃下呈波动式变化或有小幅升高;4℃下趋于降低(除林芝桥在后期处于持续升高外),且净光合速率(Pn)值在0℃下稍低于4℃。说明低温对不同桃儿七种源造成了一定胁迫,同时体现了林芝地区桃儿七种源对低温环境具有较强的适应性。气孔导度(Gs)在0℃和4℃下变化各异,0℃下,除赛卧村、米林种源外,其他种源均维持在较高水平;4℃下,不同种源气孔导度(Gs)虽稍有波动,但总体变化不大,说明,低温环境下桃儿七依然能够维持一定的气孔开度,进一步说明了该物种对低温环境的具有一定的适应性。蒸腾速率(Tr)变化规律与气孔导度(Gs)变化趋势基本相同。在0℃下,除赛卧村稍有降低外,其余各居群均趋于升高,且相对稳定;在4℃下,总体变化不大。说明气孔是植株水分散失的主要通道。在0℃下,除赛卧村在后期大幅升高外,其余各种源变化不大;在4℃环境下水分利用效率(WUE)总体呈“V”形变化。光能捕获淬灭(Fv’/Fm’)在0℃下,变化不大,在4℃下,除赛卧村和林芝桥种源群呈波动式降低外,其余居群维持不变。总体来看,受低温影响较小,表现出一定的耐低温性。NPQ在0℃下虽有波动但基本维持不变,甚至在4℃下还有小幅下降,说明该环境下桃儿七植株受低温胁迫程度较弱,热耗散值不高。0℃下光合电子传递速率(ETR)值变化较小,东久乡在中期稍有降低后又迅速升高;而赛卧村仅在末期有下降趋势;在4℃下,仅下胁迫末期出光合电子传递速率(ETR)降低,说明低温胁迫在一定程度上能够降低桃儿七光合作用过程中的电子传递效率,但影响程度不高。
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