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本文用7%PEG6000模拟水分胁迫,研究了氨基酸对水分胁迫下大豆幼苗抗旱性的影响,旨在为抗旱性氨基酸叶面肥的研制提供理论依据。研究内容主要分为两部分:
(1)不同种类氨基酸对水分胁迫下大豆幼苗抗旱性的影响,试验选取17种常见氨基酸作为研究对象,在水分胁迫的同时喷施17种氨基酸(250mg/kg):苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸、亮氨酸、缬氨酸、色氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸、酪氨酸和丝氨酸,然后通过测定干重、丙二醛含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸含量及光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率等抗旱性指标来研究氨基酸对水分胁迫下大豆幼苗抗旱性的影响;
(2)不同浓度氨基酸对水分胁迫下大豆幼苗抗旱性的影响,试验分别选取赖氨酸、脯氨酸、组氨酸测定生理生化指标和生物量,亮氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸测定光合速率,各氨基酸均设定四个喷施浓度(250mg/kg、500mg/kg、1000mg/kg、2000mg/kg),在水分胁迫的同时喷施各浓度的氨基酸,通过测定上面的几种抗旱性指标来探讨不同浓度氨基酸对水分胁迫下大豆幼苗抗旱性的影响。
试验结果表明:
(1)17种常见氨基酸中,苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、组氨酸、赖氨酸、苏氨酸和酪氨酸显著促进水分胁迫下大豆幼苗地上部的生长,苯丙氨酸、组氨酸、苏氨酸显著促进水分胁迫下大豆幼苗根的生长,异亮氨酸和谷氨酸则显著抑制水分胁迫下大豆幼苗地上部的生长。
(2)不同氨基酸对水分胁迫下大豆幼苗的生理生化影响各不相同:脯氨酸、天冬氨酸、酪氨酸和丝氨酸处理显著降低了水分胁迫下大豆幼苗的丙二醛含量,而异亮氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸处理则显著增加了水分胁迫下大豆幼苗的丙二醛含量;蛋氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸和丝氨酸处理的过氧化物酶活性显著高于对照,而脯氨酸处理的过氧化物酶活性显著低于对照;除了精氨酸和苏氨酸处理的显著高于过氧化氢酶活性对照外,其它处理的均与对照差异不显著;除了谷氨酸和丝氨酸处理的脯氨酸含量显著高于对照处理外,其它氨基酸处理的脯氨酸与对照差异不显著。
(3)水分胁迫下氨基酸对大豆幼苗蒸腾速率的影响大于对光合速率的影响;水分胁迫下氨基酸并不能提高大豆叶片水分利用效率,与光合速率和气孔导度相比,水分胁迫下大豆幼苗喷施氨基酸后其水分利用效率与蒸腾速率的相关性最大。
(4)四种喷施浓度中以250mg/kg氨基酸的干重最大,抗旱效果最佳。
(5)高浓度的氨基酸能减轻干旱胁迫对膜的破坏,使其丙二醛维持在一个较低水平,而低浓度的氨基酸处理的丙二醛含量显著高于不喷施氨基酸处理,加重了干旱胁迫对膜的破坏。四种氨基酸喷施浓度(250、500、1000、2000mg/kg)中脯氨酸、组氨酸和赖氨酸的过氧化物酶活性均表现为500mg/kg处理的过氧化物酶活性最低,250mg/kg处理的过氧化物酶活性显著高于对照或与对照差异不显著;而脯氨酸、组氨酸和赖氨酸过氧化氢酶活性则分别以500 mg/kg、500 mg/kg、2000 mg/kg处理的最高;高浓度的氨基酸有利于促进水分胁迫下脯氨酸在大豆叶片中的积累。
(6)水分胁迫下喷施氨基酸处理的光合速率和水分利用效率均显著低于对照处理,四种喷施浓度中以1000mg/kg的氨基酸最有利于大豆光合速率的提高,500mg/kg最能提高水分胁迫下大豆幼苗的水分利用效率。水分胁迫下氨基酸对大豆幼苗蒸腾速率和气孔导度的影响相同,即亮氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸处理的蒸腾速率和气孔导度分别以250mg/kg、1000 mg/kg、500 mg/kg处理的气孔导度为最大。