澳大利亚特色粉带逆境生理适应性研究

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Scaevola albida作为花圃植物或吊兰,是一种流行的观赏花卉。粉带是它的栽培种,原产于澳大利亚。它是多年生草本,其特点为花呈扇子形状,花期长,易扦插繁殖。高温、干旱、酸雨、磷素营养是影响植物生长发育和生理特性的重要因子,而植物在生长过程中会采取不同策略以适应高温、干旱、酸雨、低磷胁迫。在栽培过程中发现,持续不断的高温,土壤干旱和高磷胁迫均会对粉带生长造成不利影响,但上述三个胁迫以及酸雨胁迫对它的伤害机制尚未被揭示。粉带是我国首次引进,因此我们还不清楚其对我国环境的适应能力。通过对粉带扦插苗进行高温、干旱、酸雨、磷素营养处理,研究这四种胁迫对其外观形态和生理生化指标的影响,从而揭示粉带对这四个因子的生理适应机制,为其在全国各地引种栽培提供理论依据。具体结论如下:(1)对粉带扦插苗进行高温处理,研究高温胁迫对其外观形态和生理生化指标(包括光合色素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性)的影响。结果表明,35℃高温胁迫或40℃高温胁迫短时间(2天)内,扦插苗受害指数和各项生理生化指标均与对照差异不显著,粉带未产生热伤害;40℃高温胁迫长时间(3天)或45℃高温胁迫短时间(2天)内,粉带产生较严重的热伤害,但植株仍能自我调节和恢复,受害指数、可溶性蛋白、可溶性糖、Pro、MDA含量、SOD和CAT活性均急剧上升,叶绿素、类胡萝卜素含量明显减少,POD活性略有降低;45℃高温胁迫3天,40%的扦插苗整株萎蔫枯死,各项生理生化指标急剧下降,对粉带产生的热伤害作用,植株已无法通过自身调节恢复。粉带叶片的叶绿素、Pro、MDA含量和POD活性在高温胁迫时变化明显,且4种指标与受害指数之间具有显著相关性,其相关系数绝对值均在0.88(P=0.000)以上,可作为耐热性鉴定指标。(2)以粉带扦插苗为材料,分别设对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4个处理,研究干旱胁迫对其外观形态和生理生化指标的影响。结果表明,随干旱胁迫加重和处理时间延长,粉带扦插苗的受害指数和Pro含量均显著上升,RWC显著下降。叶绿素含量在轻度胁迫下或中度胁迫前期(10天)均高于对照;SOD活性在所有胁迫处理的前期均呈显著上升趋势,SOD活性在重度胁迫中期(20天)或后期(30天)虽有所下降,但均显著高于对照;MDA含量随胁迫加重呈显著上升趋势,在轻度胁迫前期或中期其含量略低于对照。综合受害指数与各项生理生化指标的变化,粉带对干旱胁迫具有较强的适应能力,重度胁迫(田间饱和持水量的25%~30%)处理30天仍有60%植株存活。(3)以粉带扦插苗为材料,研究了模拟酸雨对其外观形态和生理生化指标(包括光合色素、MDA含量和SOD活性)的影响,结果表明:随模拟酸雨pH值降低,粉带扦插苗的叶片平均面积逐渐减少,叶片受害率和MDA含量显著上升,叶绿素a、b含量显著下降,类胡萝卜素含量和SOD活性先上升后下降。结合形态与生理生化指标的变化,粉带能忍受模拟酸雨pH4.0和3.0,但在pH2.0处理下,则产生严重伤害,植株已无法通过自我调节恢复。各项指标的相关分析结果表明,在抑制酸雨胁迫的过程中粉带的叶绿素、类胡萝卜素和MDA起着相互协同的作用,SOD与各指标间内在联系不大。(4)以粉带扦插苗为材料,研究了磷胁迫对其外观形态、生根率、叶绿素、可溶性蛋白、MDA含量和SOD、APA活性的影响。结果表明:在磷浓度0 g/kg处理下,无植株死亡,但生长状况(包括株高、叶片宽度、颜色和数量)在各处理中最差,生根率显著低于对照,叶绿素和可溶性蛋白含量均略低于对照,MDA含量、SOD和APA活性均显著高于对照;在磷浓度0.02 g/kg处理下,生长状况、叶绿素含量和SOD、APA活性与对照基本相同,生根率显著高于对照,达到100%,可溶性蛋白含量略高于对照,MDA含量略低于对照;在磷浓度0.04、0.06和0.08 g/kg处理下,植株存活率、生根率、叶绿素含量和APA活性均开始显著下降,可溶性蛋白、MDA含量和SOD活性均显著上升。根据各磷浓度处理下粉带扦插苗生长和生理指标的变化,磷浓度0.02 g/kg处理最适于粉带扦插苗的生长。
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