论文部分内容阅读
春石斛为兰科石斛属附生植物,其花朵大,花色鲜艳,加之花期一般在2月-4月,与我国春节时间相近,因此春石斛作为一种新兴年宵盆栽花卉,具有很大的市场潜力。为了适应附生环境,春石斛在生理和结构上构成了一整套较为成熟的抗旱机制；与之相应,其营养生长较为缓慢,植株须2-3年方可开花。对其展开抗旱机制和生长特性的研究,有助于为春石斛的培育提供理论依据,缩短春石斛的生产周期。在本实验中,首先制作石蜡切片用以观察春石斛的根、茎、叶形态结构,寻找其抗旱形态特征；其次,分别测定了3种干旱胁迫梯度下3个品种的春石斛的7种生理指标,包括如可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸(Pro)含量；最后,分别在胁迫第0d、胁迫14d和28d时利用撕取表皮法观察三种干旱梯度下三种品种的春石斛的气孔,同时利用Li-6400分别测定其光合作用指标及叶绿素荧光参数。本研究的主要结果如下：1.春石斛适应干旱环境的形态解剖特征对春石斛的根、茎、叶进行形态学观察,发现春石斛的根被由多层细胞构成,细胞排列紧密,细胞壁局部栓化、加厚；皮层薄壁组织形成以部分细胞壁、网状纤维物质为组分的海绵状组织；原生木质部的导管直径较小。春石斛的茎与叶表皮细胞外均有一层较厚的角质层,叶片表皮由1-2层细胞构成,排列整齐,气孔仅分布于叶片下表皮。综合来看,春石斛的这样形态及解剖学特征表明其符合干旱植物特征。2.春石斛渗透调节物质对不同梯度干旱胁迫的响应不同梯度干旱胁迫下,春石斛体内可溶性糖含量呈先升高后降低趋势,试验期间最大值出现于胁迫前期,后期含量显著降低；可溶性蛋白含量随着干旱胁迫时间延长先升高后降低,变化幅度较大,峰值出现于胁迫中后期；脯氨酸含量试验期间持续升高,但3个品种的变化趋势均与MDA含量变化趋势一致,因此,春石斛体内脯氨酸累积可能有利于渗透调节,但更可能是其受损程度的反映。综合来看,可溶性蛋白应为春石斛在干旱胁迫下的主要渗透调节物质。3.春石斛抗氧化酶系统对不同梯度干旱胁迫的响应中度胁迫下,3个品种的春石斛的CAT活性略高,但SOD、POD活性与对照之间差别不大；重度干旱胁迫下,3个品种的春石斛的CAT、POD、SOD活性均呈先升高后降低趋势,但SOD峰值出现于胁迫后期,POD前期即迅速升高并维持较高活性,CAT前期短暂升高后随即显著降低,说明三种酶对干旱胁迫的响应存在一定差异,CAT可能作用于中度胁迫及重度胁迫前期,POD作用于整个重度胁迫时期,而SOD主要作用于重度胁迫后期。总的来看,SOD和POD更可能为春石斛的主要抗氧化酶。4.春石斛光合特性及叶绿素荧光参数对不同梯度干旱胁迫的响应春石斛的光合生理指标及荧光参数均显示中度干旱胁迫对春石斛的影响并不显著。重度干旱胁迫14d后,春石斛的净光合速率(Pn)值出现显著下降,气孔长度及气孔密度降低。分析显示：14d时春石斛的光合受抑主要是气孔限制,而28d后主要为非气孔限制。导致非气孔限制因素出现的原因可能因为以下几点：(1)胁迫后期春石斛体内MDA含量迅速升高,说明春石斛的生物膜受到损伤,光合器官可能遭受破坏；(2)胁迫后期春石斛光饱和点(LSP)显著降低而光补偿点(LCP)显著升高,光适应范围缩小,更易形成光抑制；(3)叶绿素荧光参数显示,重度干旱胁迫后期春石斛PS Ⅱ最大光化学效率Fv/Fm、PS Ⅱ实际光化学效率ΦPS Ⅱ、光化学淬灭qP、非光化学淬灭qN值及电子传递速率ETR均显著降低,说明其ΦPS Ⅱ活性受到破坏,光能的转化率、热耗散能力以及电子传递效率均显著下降。