美丽箬竹光合特性和抗氧化系统对干旱高温胁迫的响应

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hayyangxiong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试验材料,利用人工气候箱进行人工模拟自然干旱高温胁迫,通过设置两个温度梯度:常温组T1(28℃/22℃)、高温组T2(40℃/28℃),每个温度梯度下设置四个水分梯度:正常状态(CK)、轻度干旱(LD)、中度干旱(MD)、重度干旱(HD),测定其光合荧光指标和抗氧化系统相关指标,对其抗旱性和耐热性进行评价,以期阐明干旱高温胁迫下美丽箬竹对光合特性和抗氧化系统响应机制,并进一步探讨不同程度干旱、高温和干旱高温协同胁迫响应的差异,进而为美丽箬竹的抗逆栽培研究提供理论依据。主要研究结果如下:1.美丽箬竹叶片在高温胁迫时部分气孔关闭,Chl t(叶绿素总量)较常温条件下上升15.32%,其通过合成更多叶绿素来保证光合速率。常温中度干旱和高温轻度干旱时,Chl a(叶绿素a)、Chl b(叶绿素b)、Chl t(叶绿素总量)和Car(类胡萝卜素)含量开始下降趋势,常温重度干旱比对照分别降低35.90%、31.10%、34.79%和31.85%,高温重度干旱时,分别比对照降低32.97%、30.57%、32.35%和44.45%,可能是叶片水分亏缺和高温干旱交互作用导致光合色素形成受到限制,分解速率大于合成速率。2.美丽箬竹叶片在常温及高温下,干旱胁迫均导致Pnmax(最大光合速率)降低,光合能力下降,常温和高温下,中度和重度干旱AQY(表观量子效率)和LCP(光补偿点)显著降低,光能转化效率降低,对光的适应能力降低。干旱高温胁迫美丽箬竹通过降低Tr(蒸腾速率)和Gs(气孔导度)适应逆境,常温下,在轻度、中度干旱时,Pn(净光合速率)和Ci(胞间CO2浓度)下降,但Ls(气孔限制值)升高,导致美丽箬竹光合速率下降的主要因素为气孔限制,且中度干旱时,WUE(水分利用率)增加,常温重度干旱及高温中度、重度干旱时Pn和Ls显著下降,Ci显著上升,光合速率下降的主要因素转为非气孔限制,WUE显著降低,美丽箬竹光合机构受损。3.美丽箬竹通过关闭部分反应活性中心、增加吸收捕获光能和和更多能量用于热耗散等应对高温干旱胁迫,VJ(在J点的相对可变荧光强度)、Mo(O-J-I-P荧光诱导曲线的初始斜率)和DIO/CSO(单位面积的热耗散)在常温重度干旱分别比CK升高24.18%、42.05%和27.10%,在高温重度干旱分别比CK升高41.52%、86.58%和31.55%,但用于电子传递的能量从中度干旱开始减少,高温重度干旱φEo(用于电子传递的量子产额)比CK降低41.55%,电子传递受阻,ψo(反应中心捕获的激子将电子传递到电子传递链种超过QA的其他电子受体的概率)在常温和高温重度干旱时分别下降27.60%和38.65%,美丽箬竹的碳同化能力开始下降,在高温重度干旱时ABS/CSO(单位面积吸收的光能)、TRO/CSO(单位面积捕获的光能)和DIO/CSO(单位面积的热耗散)、DIo/RC(单位反应中心耗散掉的能量)显著升高,ETO/CSO(单位面积电子传递的量子产额)、ETo/RC(单位反应中心捕获的用于电子传递的能量)却显著降低,虽吸收捕获大量光能但用于电子传递的能量急剧减少,美丽箬竹叶片受到较为严重的破环。4.常温下,美丽箬竹通过增加可溶性糖和可溶性蛋白的含量调节细胞渗透势,以此应对干旱逆境,但中度、重度干旱由于缺水,蔗糖水解成葡萄糖和果糖的速率呈下降趋势。高温下,轻度干旱时,美丽箬竹以降低新陈代谢的方式等待逆境解除,可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖均显著低于常温,分别降低40.28%、72.44%、55.35%和41.07%;中度干旱时,可溶性糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量均大幅上升但可溶性糖和果糖含量分别低于常温18.38%和19.14%,可能此时干旱与高温的交互效对可溶性糖和果糖的合成有抑制作用;重度干旱时,叶片相对含水量较CK降低59.6%,可溶性蛋白和可溶性糖含量分别比常温升高18.19%和15.78%,需要更多的可溶性糖和蛋白质来保持渗透势。5.常温下,轻度干旱时美丽箬竹通过提高谷胱甘肽还原酶(GR)活性和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)值来防止活性氧(ROS)过多累积;中度干旱时美丽箬竹通过协调谷胱甘肽循环和过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性清除ROS;重度干旱时SOD、CAT和过氧化物酶活性(POD)活性上升,但谷胱甘肽氧化还原失衡,GSH/GSSG较CK降低56.40%,丙二醛(MDA)含量和相对电导率较CK显著升高44.53%和82.93%,美丽箬竹叶片受到损伤。高温下,中度干旱时,为应对产生更多的ROS,SOD、CAT和POD活性分别升高108.99%、380.40%和26.38%,但抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性分别比轻度协同胁迫降低19.21%、25.13%和44.72%,抗坏血酸-谷胱甘肽循环(As A-GSH Cycle)运转效率不如轻度干旱;重度干旱时POD活性部分失活或被破坏,APX、DHAR和MDHAR活性分别较CK降低46.12%、16.05%和62.19%,抗坏血酸代谢通路受阻,GSH/GSSG较CK降低68.18%,谷胱甘肽氧化还原严重失衡,MDA含量和相对电导率比CK升高84.31%和122.97%,美丽箬竹叶片受损严重。综上所述,美丽箬竹在高温胁迫、干旱胁迫和协同胁迫前期调节方式有差异,但均可通过自身的调节适应逆境,协同胁迫中期仍具有一定抗性,作为观赏类竹种在园林景观配置、道路边坡绿化等推广应用。美丽箬竹在中重度协同胁迫时温度的交互作用显著,在日常栽培养护中,遇到持续高温环境时应加强水分管理,避免高温干旱胁迫对美丽箬竹造成不可逆的伤害。
其他文献
我国司法实践中,不乏一方当事人上诉后,另一方当事人基于勉强接纳一审判决或囿于讼累等原因未及时提出上诉的情形,根据我国现行上诉制度,被上诉人只能处于被动的防御状态,不
机器视觉被誉为“工业之眼”,是工业机器人感知外界环境的重要工具。配备了机器视觉的工业机器人,可以提高工业机器人在工业生产过程中的智能化水平,实现生产效益最大化。因
随着研究与实践的深入,我们对高校教师的绩效评价制度有了更多的认知。我们需要关注到现行的教师绩效评价制度是否达到预期效果,或者其价值可在何种程度上实现。高校制定绩效评价制度,教师为被评价对象,科学合理的评价制度对教师和高校以及社会发展起到积极而长远的作用与影响。教师绩效评价体系是否有效应从其执行过程能否发挥效应以及发挥功能是否充分的结果来判断。影响高校教师绩效评价体系有效性的重要因素包括了外部环境、
大遗址是我国解放后文化遗产保护领域出现的十分中国化的遗产概念。从50年代开始的大规模基本建设、农业生产活动到如今的现代城市建设、交通发展,大遗址的保护同时代问题息息相关。研究大遗址的保护历程,以历史为据,有利于重新思考当今时代的问题。本文试图审视发生转变的因果并总结经验,为大遗址保护的持续发展提供助力。本研究的时间范围为1949年至今,在“大遗址”概念明确之前,研究主体为古遗址和古墓葬,后期特指大
近年来,底层图像处理(包括图像配准,降噪,融合和增强)在高级视觉系统如视频监控和自动驾驶汽车中作为预处理方法发挥着重要的作用。它们已经成为越来越多研究人员的研究方向。图像配准的基本目的是找到同一场景的两个或多个图像之间的空间变换关系,并对这些图像执行相应的空间变换。这是图像拼接,融合和重建的重要部分。多光谱图像的理论基础是自然场景中的物体在不同波段具有不同的吸收,反射和辐射特性。在视频监视中,需要
镍基高温合金GH4169因其优异的高温性能,被广泛应用于航空航天领域,但其可切削性差,是典型的难加工材料。同时航天领域存在较多形状复杂的零件,因而加工过程中常有GH4169断续
“图形与几何”内容是从现实世界抽象出来的数学知识,采用传统的讲授式教学,学生难以理解抽象的几何知识与现实世界的联系,影响教学效果。此外,教材在“图形与几何”的部分内容中也设计了数学实验,希望通过实验能够帮助学生更好地理解几何知识,发展学生的几何思维。但数学实验在“图形与几何”教学应用中并不理想,存在诸多问题。基于此,本文将以小学数学“图形与几何”实验教学的现状为基础,分析数学实验在“图形与几何”教
在经济新常态这一背景下,中国经济为了实现转型升级,实现其向中高端迈进,就必须将经济发展的动力从依托要素、投资为驱动的发展向以技术进步为依托的创新发展转变。党的十八
土壤质地是滨海盐土土壤结构和肥力的重要决定因素,而施用土壤调理剂是滨海盐土快速改良的一项重要措施。本研究采集了浙江省滨海盐土地区五种土壤质地(砂壤土、中壤土、重壤土、轻粘土和中粘土)的两种土地利用类型(荒地和水稻土),利用土壤生物学、化学和物理学等方法研究了土壤质地和土地利用类型对土壤肥力和微生物群落结构多样性的变化,并采用盆栽试验和田间试验研究了不同施用量矿基土壤调理剂和不同种类土壤调理剂对滨海
在全民阅读的宏观背景下,以及课程标准注重培养小学生英语阅读能力的要求下,英语阅读能力不仅是学生感知世界、启发思维的重要途径,也对学生的英语学科核心素养发展起到关键作用。英文绘本为学生创造了多元文化、生动广泛的阅读体验,是培养小学生英语阅读能力必不可少的阅读材料,在小学英语阅读教学中具有重要价值。本研究以G市S小学五年级两个平行班为研究对象,借助英文绘本进行提高小学生英语阅读能力的行动研究。以图式理