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随着水资源缺乏和干旱化灾害的不断加剧,植物如何适应干旱已成为世界研究的主要问题之一。本研究从紫花苜蓿的种子萌发与生长两方面着手,设计了种子萌发实验与紫花苜蓿生长实验。种子萌发实验通过测定水分胁迫下紫花苜蓿的萌发指标、萌发初期幼苗叶片含水量及部分保护酶活性等探究了西北地区广植地三种紫花苜蓿萌在土壤水分胁迫下的萌芽能力,运用模糊数学隶属法对三种紫花苜蓿作萌发期抗旱性综合评价得出三种紫花苜蓿萌发期抗旱性强弱,为西北地区优良苜蓿种质筛选培育和推广种植提供理论依据。紫花苜蓿生长实验以种子萌发实验萌发期抗旱性综合评价所得出的最优苜蓿种为研究材料,通过测定其在不同土壤水分胁迫下的不同生育期的生理生化指标,分析紫花苜蓿苗期与分枝期生理生化特性对土壤水分胁迫的响应,以期了解干旱胁迫下紫花苜蓿生理生化适应性,为紫花苜蓿抗旱响应机制的进一步深入研究提供基础理论依据。种子发芽试验:采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱,模拟研究了不同干旱胁迫环境对三种西北地区广泛种植的紫花苜蓿(Medicago sativa):甘农一号Medicago Varia.cv.GanNongNO.1、牧歌Medicago sativa L.cv.AmeriGraze40、新疆大叶Medicago.sativa L的萌发和部分保护酶活性及叶片含水量的影响。设0、-0.539、-1.767、-3.926、-7.345、-12.489MPa等6个溶液渗透势梯度,用电子天平称量培养皿重量并记录。培养皿(直径为90mm、底铺有两层滤纸),每处理3次重复,每重复100粒种子。三种紫花苜蓿所有处理的发芽率总平均值为86.11%,甘农一号、牧歌、新疆大叶各水分处理间发芽率平均值分别为88.17%、88.22%、89.44%。对照组的发芽率最大,分别为97.33%、98.00%、96.00%,其平均值为97.11%,为总平均值的112.77%。25%PEG胁迫处理下发芽率值最小,分别为67.67%、74.33%、72.67%,其平均值为71.56%,为总平均值的83.10%。甘农一号、牧歌、新疆大叶在PEG浓度为零的处理下发芽指数值最大,分别为158.00、162.00、160.00,在25%PEG浓度处理下发芽指数达到最小值,分别为7.30、24.20、15.60,各自的极差值分别为150.70、137.80、145.40。三种紫花苜蓿各水分处理下的均值分别约为82.03、94.88、88.61,总均值约为88.51。甘农一号、牧歌、新疆大叶的活力指数最大值分别为0.2370、0.2754、0.2432,最小值分别为0.0073、0.0460、0.0265,最大值与最小值之差分别为0.2297、0.2294、0.2167。不同种紫花苜蓿各自处理间的活力指数平均值分别约为0.151、0.1241、0.1264,总均值约为0.1338,活力指数总均值与三个种各自的均值之差分别为0.0172、-0.0097、-0.0074。三种紫花苜蓿的发芽势平均值分别为甘农一号:79.30%、牧歌:83.60%、新疆大叶:82.40%,三种紫花苜蓿发芽势总均值为81.77%,三种紫花苜蓿发芽势平均值与总均值之差分别为-2.47%、1.23%、0.63%,对照值与最小值之差分别为59.00%、28.50%、44.50%。当PEG浓度为5%时,甘农一号和牧歌种内处理的紫花苜蓿SOD酶活性皆达到最大值,分别为7.30 U/g FW、9.34 U/g FW。牧歌在PEG浓度为15%时,CAT酶活性达到峰值,为156.80U/g*min。而甘农一号和新疆大叶在PEG浓度为10%时达到各自的峰值,分别为190.12 U/g*min、176.40 U/g*min。在PEG浓度为5%时,甘农一号和新疆大叶较于牧歌,具有较高的CAT酶活性,三者CAT酶活性值为186.20 U/g*min、107.80 U/g*min、13.72 U/g*min。叶片含水量总均值为0.94,除了20%PEG浓度处理下的甘农一号叶片含水量为0.81外,其他处理下的紫花苜蓿叶片含水量值都大于0.90。利用隶属函数法分析得出三种紫花苜蓿种子萌发期抗旱性,甘农一号、牧歌、新疆大叶的萌发期综合评价平均值D依次为0.4221、0.3997、0.4187。由综合评价均值得出三种紫花苜蓿的抗旱性次序:甘农一号>新疆大叶>牧歌。紫花苜蓿生长实验:试验设个3水平土壤水分,即处理1、2、3(:85%、65%、45%)各为充分供水即土壤水分含量保持最大田间持水量的85%、65%、45%。处理1(:85%)为轻度水分胁迫,土壤水分含量保持为最大持水量的85%、处理2(:65%)为中度水分胁迫,土壤水分含量保持为最大持水量的65%、处理3(:45%)为重度水分胁迫,土壤水分含量保持为最大持水量的45%。苗期与分枝期85%水分处理下的紫花苜蓿株高值皆为最大,为18.883cm、33.392cm,45%水分处理下的紫花苜蓿株高值最小,分别为14.267cm、21.658cm,苗期和分枝期株高最大值与最小值之差分别为4.616cm、11.734cm。在不同水分胁迫下,苗期紫花苜蓿的根长并无明显差异,处理间平均值为8.735cm,最大值与最小值分别为9.563cm、8.692cm,分枝期均值为15.286cm,最大值与最小值分别为18.692cm、11.850cm。85%、65%、45%水分处理下的叶面积值分别为9.433 cm~2、5.125 cm~2、3.867 cm~2。不同水分处理下苗期紫花苜蓿茎与叶的鲜重占植株鲜重生物量比重较大,二者单独占比都大于根的占比。且在65%水分处理下,叶占比最大为0.515。在水分胁迫处理为85%时,紫花苜蓿分枝期的根干物质堆积量最大,占比为0.411,而在65%水分处理下,根和茎为优势堆积,在45%水分处理下,干物质堆积较为均匀。在水分胁迫85%、45%的水分胁迫处理下,紫花苜蓿苗期叶片含水量分别为0.786、0.790,紫花苜蓿苗期的叶片含水量皆高于同等水分胁迫下紫花苜蓿分枝期的含水量。苗期紫花苜蓿根含水量以65%水分处理为最高,45%水分处理次之,85%水分处理最低,其值分别为0.687、0.539、0.469。苗期可溶性糖含量显著高于分枝期可溶性糖含量,其均值分别为52.35mg/g、10.41 mg/g,65%水分处理下的苗期紫花苜蓿可溶性糖含量最低为49.25mg/g。苗期与分枝期各水分处理下叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性均值分别为299.68U/gFW、204.40 U/gFW,两者相差95.28 U/gFW,85%、65%、紫花苜蓿苗期各水分处理下,叶片脯氨酸含量均值高于分枝期各水分处理紫花苜蓿脯氨酸含量,为85.89ug/g、56.23ug/g。紫花苜蓿苗期叶片脯氨酸含量随着水分胁迫的加剧呈现上升趋势,在45%水分胁迫处理下,其值达到最大值112.03ug/g.65%、45%水分胁迫下紫花苜蓿叶片脯氨酸含量较85%水分处理分别增加了6.10ug/g、42.26ug/g。