干旱胁迫对毛白杨幼苗的生理影响

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试论干旱胁迫对毛白杨幼苗的生理影响

从整体上来看，三组幼苗的ＰＯＤ活性都会因为受到干旱胁迫而呈现出ｊ
对该次实验所得结果进行分析，得出如下几条结论：３．１干旱胁迫对毛白杨幼苗的生理状况有所影响实验中对叶片的含水量作了测定，发现叶片含水量能清楚的反映出叶片内部的水分情况。下图１为实验测得的毛白杨幼苗叶片相对含水量在干旱胁迫下的变化情况。
会受到的干旱胁迫问题作详细论述。１、实验目的本实验的主要目的在于研究干旱胁迫对杨树幼苗生长发育方面的生理影响，探讨受干旱胁迫后的幼苗的生长发育情况。
胁迫处理的幼苗组）的的叶片相对含水量，明显发现对照组的相对含水量
影响，得出相关结论，供同行参考借鉴关键词：干旱胁迫；毛白杨：幼苗；生理影响
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杨树是我国植树造林的重要品种，为我国植树造林工作做出了巨大的贡献。尽管国内目前所具备的杨树幼苗培育技术已经发展成熟，且在杨树幼苗繁殖和培育上取得了很多重大的成果，但考虑到杨树幼苗培育的复杂性，杨树幼苗培育可能会出现问题，比如干旱胁迫对杨树幼苗发育状况造成影响等。下面，笔者以毛白杨幼苗培育为例，对该幼苗在培育过程中可能
后，将得到的测定结果与没有添加ＰＥＧ一６０００的幼苗组相比较，得出对比
结果。
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干旱胁迫对杨树品种光合生理的影响研究

干旱胁迫对杨树品种光合生理的影响研究摘要:以杨树品种中嘉2号(Populus deltoides cv. Zhongjia No.2)和中石2号(P. deltoides cv. Zhongshi No.2)为供试材料,采用Li-CoR-6200便携式光合仪测定它们在干旱胁迫时的净光合速率(Pn)及影响净光合速率的主要因子｡结果表明,2个杨树品种对干旱胁迫的响应有相同的趋势,但在响应程度上存在一定的差异｡中午干旱､光照强度大于等于1 270mol/(m2·s)条件下,2个品种均发生了光合作用的光抑制或光呼吸,其净光合速率均受到干旱的不利影响,但中石2号由于气孔导度(Gs)较大､羧化效率(CE)较高,这些内在遗传特性造成了中石2号的光合活性大于中嘉2号,从而使中石2号表现出较强的抵抗干旱胁迫的能力｡关键词:杨树;干旱胁迫;净光合速率;光合活性;气孔导度Abstract: Two poplar varieties Populus deltoides cv. Zhongjia No.2 and P. deltoides cv. Zhongshi No.2 were used as the experimental materials and the net photosynthetic rate (Pn) and other factors affecting it were measured using Li-CoR-6200 portable photosynthesis system under drought stress. The results demonstrated that two varieties showed similar response trend,but different response intensity to drought stress. Light inhibition or light respiration might occurred in both bleedings when light intensity was equal or greater than 1 270 mol/(m2·s), Pn was also negative influenced by drought. The results also showed that stomata conductance(Gs) and carboxying efficiency(CE) of P. deltoides cv. Zhongshi No.2 were bigger than that of P. deltoides cv. Zhongjia No.2. These innate heredity characteristics in P. deltoides cv. Zhongshi No.2 made it had higher photosynthesis activity than that in P. deltoides cv. Zhongjia No.2, witch indicated that Zhongshi No.2 had the stronger ability to resist the drought stress.Key words: poplar; drought stress; net photosynthetic rate; photosynthesis activity; stomatal conductance湖北省是我国杨树造林大省,其品种主要是欧美杨杂交种,这些杨树在当地栽培后苗期就表现出速生的特征[1]｡杨树人工林集中的江汉平原地区,常年在夏秋之际会遇到干旱,给杨树的生长造成了一定的胁迫[2]｡生产观察发现,不同品种对干旱胁迫的响应存在一定的差异,但对这种差异的比较研究未见报道｡试验分析了不同的杨树品种在干旱胁迫下的光合特性,旨在为杨树品种推广区域的确定及有针对性地制定栽培方案提供理论依据｡1材料与方法1.1材料试验选取欧美杨杂交品种中石2号(Populus deltoides cv. Zhongshi No.2)和中嘉2号(P. deltoides cv. Zhongjia No.2)一年生扦插苗作为试验材料,在湖北省武汉市郊区的苗圃园(土壤pH值5.5~6.0),于2006年3月进行扦插,株行距50 cm×50 cm,常规管理｡1.2方法采用Li-CoR-6200便携式光合作用系统仪(美国拉哥公司)测定植物的净光合速率(Pn)等生理指标｡选取2006年9月份的晴朗天气,控制土壤含水量为田间最大持水量的50%,从6∶00开始,每隔2 h测定1次,至18∶00结束｡对2个品种在全苗高2/3处充分展开､大小相似的健壮成熟叶片进行不离体测量净光合速率(Pn),重复3次,每次重复记录2组数据,结果取平均值｡同时还测定了大气CO2浓度(Ca)､大气相对湿度(RH)､叶面温度(Ta)､光合有效辐射(PAR)等重要环境参数及气孔导度(Gs)､气孔阻力(Rs)､胞间CO2浓度(Ci)等生理指标｡杨树叶片气孔限制值(Ls)按照Berry等[3]的方法,根据仪器输出的Ci和Ca数值进行计算,Ls=1-Ci/Ca｡由Pn/Ci 计算羧化效率(CE,表示在较低的CO2浓度下的光合速率)｡表观量子效率(Фi)由低光强下叶片的光-光合曲线推算出[4]｡日同化量(A’)按照文献[5]的方法计算,单位面积=3 600×[光合速率6∶00+光合速率16∶00+2×(光合速率8∶00+光合速率10∶00+光合速率12∶00+光合速率14∶00)]｡2结果与分析2.1生态因子的日变化试验测定的生态因子日进程变化结果见图1,由图1A可见,光合有效辐射日变化呈单峰曲线,12∶00前后处于高光强辐射时段;大气CO2浓度低于500 μmol/mol(图1B);大气相对湿度均低于60%(图1C),日平均值分别为中嘉2号38.4%和中石2号43.7%,说明杨树已处于空气干旱环境中;叶面温度的日变化为单峰型曲线,最高叶温值出现在午后12∶00前后,为30 ℃(图1D)｡2.2叶片净光合速率日变化干旱条件下(图2),中石2号的净光合速率表现为单峰曲线;而中嘉2号则呈现双峰曲线变化,并且在中午12∶00左右有一低谷,出现明显的光合“午休”现象[6,7]｡中嘉2号的净光合速率平均值较中石2号小(表1),大气CO2浓度一致,光合有效辐射､叶面温度及大气相对湿度有少许差异｡2.3生理因子日变化试验测定的生理因子日进程变化结果见图3,由图3B可知,胞间CO2浓度日变化与净光合速率日变化(图2)基本上呈负相关关系,净光合速率越大,消耗的CO2就越多,则胞间CO2浓度就越小;当清晨和傍晚净光合速率非常低或只进行呼吸作用时,胞间CO2浓度特别高;这一方面是由于光合作用弱,消耗的CO2少,同时呼吸作用又释放出了CO2的缘故｡由图3D可知,气孔导度在一日中呈现出规律性的变化,与温度､光照强度等因素的变化有关｡光照增强,净光合速率增大,则气孔导度增大;但在气温最高､光照强度最大的中午12∶00,叶温升高,气孔导度升高,蒸腾加快,加上干旱,使整个叶片的水势下降｡当外界环境发生变化时,气孔导度也相应地出现一定的变化｡参照Xu[8]及Farquhar等[9]的研究,判断叶片净光合速率降低的主要原因是气孔因素还是非气孔因素的两个可靠依据分别是胞间CO2浓度和气孔限制值的变化方向:只有当胞间CO2浓度和净光合速率变化方向相同,两者都减少,并且气孔限制值升高时,才可认为净光合速率的下降主要是由于气孔导度减低造成的;而净光合速率下降,胞间CO2浓度增高和气孔限制值降低,则表明主要原因是非气孔因素引起｡按照这两个依据,分析干旱胁迫下2个品种的净光合速率日变化｡在光合有效辐射高峰时刻(10∶00~12∶00),中嘉2号的净光合速率下降,中石2号的净光合速率却一直上升,此时的叶温在26~32 ℃,二者的净光合速率变化特点体现了品种的差异性｡在时间段6∶00~10∶00,光合有效辐射对2个品种都构成了净光合速率的主要限制因子,气孔导度随光合有效辐射升高而升高,净光合速率也升高,胞间CO2由于被消耗而使胞间CO2浓度降低(图1A,图3B,图3D);10∶00~12∶00,中嘉2号的净光合速率下降,胞间CO2浓度增高和气孔限制值降低,这表明净光合速率下降的主要原因是非气孔因素即光合活性降低造成的｡而对于中石2号而言,其12∶00以后净光合速率开始下降,胞间CO2浓度降低,气孔限制值升高(图3C)｡根据两个依据,中石2号净光合速率降低的主要原因是气孔导度的降低(即气孔因素)造成的｡综合以上的分析,2个杨树品种净光合速率在不同的高峰时刻之后下降的主要原因不同,中嘉2号的净光合速率下降原因是光合活性降低(即非气孔因素)造成的;中石2号净光合速率降低的原因是气孔导度的降低(即气孔因素)造成的｡2.4羧化效率与表观量子效率的比较蒋高明等[10]､Long等[11]从叶片气体交换的角度出发,认为强光下CO2同化量子效率和光饱和光合速率的下降是光抑制最显著的特征｡根据试验测定的有关数据计算出的羧化效率与表观量子效率数值,我们分别绘制出了表观量子效率日进程图(图4)和羧化效率日进程图(图5)｡由图4可以看出,在12∶00前后,中嘉2号和中石2号的表观量子效率走势都呈“V”字形,12∶00的位置明显低于10∶00和14∶00的;且中午时间段的中嘉2号的表观量子效率明显低于中石2号的,表明在中午时段,2个杨树品种可能发生了光合作用的光抑制｡除了光抑制以外,光呼吸的加强也是C3植物叶片表观量子效率于中午降低的一个重要原因[9]｡由于测定日的干旱胁迫加重,中午光照强度大,使中嘉2号受到了复合胁迫,其表观量子效率及羧化效率在中午均有所降低(图4,图5),表明在干旱胁迫､强光条件下,中嘉2号中午净光合速率的降低主要与光合活性有关,即主要受非气孔因素限制,这个结果进一步证实了2.3的分析,并与冯玉龙等[12]的观测结果是相似的｡从以上分析初步得到以下结论,在干旱胁迫､气温30℃以下､光照强度低于300 mol/(m2·s)时,2个杨树品种的净光合速率一致;当光照强度大于等于 1 270 mol/(m2·s)时,2个杨树品种的净光合速率的表观量子效率均下降,可能是由于发生了光合作用的光抑制､光呼吸所致,结果使净光合速率较正常时低｡并且中嘉2号的羧化效率在中午明显降低(图5),说明中嘉2号对干旱更加敏感;而中石2号对干旱的耐受性较强｡以上原因使2个杨树品种的净光合速率出现了差异(图2)｡从干旱时测定的各光合生理因子平均值(表2)来看,中石2号的气孔导度较大,光合活性较强,虽然表观量子效率较低,但净光合速率较高(从图2及表2的羧化效率可见),说明中石2号通过生理活动对干旱做出响应,呈耐干旱类型｡2.5日同化量的比较试验测定的2个杨树品种日同化量结果见图6,从图6可见,中嘉2号和中石2号的日同化量分别是0.9､1.1 mol CO2/(m2·d),中石2号的日同化量比中嘉2号高18.2%｡3小结与讨论杨树品种中嘉2号和中石2号对干旱胁迫的响应有相同的趋势,在中午干旱､光照强度大于等于1 270 mol/(m2·s)条件下,2个品种均发生了光合作用的光抑制或光呼吸,其净光合速率均受到干旱的不利影响｡不过2个杨树品种对干旱胁迫的响应存在一定的差异,在干旱条件下,中石2号的净光合速率表现为单峰曲线;而中嘉2号则呈现出双峰曲线变化,中午12∶00左右有一低谷,出现明显的光合“午休”现象｡中石2号由于气孔导度较大､羧化效率较高,这些内在的遗传特性造成了中石2号的光合活性大于中嘉2号,从而使中石2号表现出较强的抵抗干旱胁迫的能力｡试验结果表明,2个杨树品种在干旱胁迫条件下适当地进行灌溉,有利于提高光合速率,促进杨树的快速生长｡由于中石2号抗干旱能力相对较强,能耐短时间的干旱,在相对干旱的地区选择中石2号种植比中嘉2号有一定的生长优势｡参考文献:[1] 梁彦,黄东森,王瑞玲,等. 四个意大利杨树新品种区域试验小结[J]. 林业科技通讯,1983(7):28-29.[2] 唐万鹏, 漆良华, 杨代贵, 等. 湖北省杨树产业化的现状､问题及对策[J]. 湖北林业科技,2004(杨树p [5] 孙国荣,阎秀峰,刘波,等. 烤烟旺长期气孔和非气孔限制对水分胁迫的反应[J]. 植物研究,2002,22(2):179-183.[6] 田大伦,罗勇,项文化,等. 樟树幼树光合特性及其对CO2浓度和温度升高的响应[J]. 林业科学,2004,4(5):88-92.[7] 唐建宁,康建宏,许强,等. 秦艽与小秦艽光合日变化的研究[J]. 西北植物学报,2006,26(4):836-841.[8] XU D Q. 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I-107欧美杨对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应

Ｂｉｎｇｙａｏ（ＳｈａｎｄｏｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＡｃａｄｅｍｙ）／／ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｙｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．一２０１４．４２（１）．一１０～１３．５６
第４２卷第１期
２０１４年１月
东
北
林
业
大
学
学
报
Ｖｏｌ＿４２Ｎｏ．１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴ０７欧美杨对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应）
ｃｏｎｔｒｏ１．ｔｈｅｂａｓｌａｄｉａｍｅｔｅｒ．ｈｅｉｇｈｔ．１ｅａｆｎｕｍｂｅｒａｎｄｔｏｔｌａｌｅａｆｄｅｃｒｅａｓｅｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙｕｎｄｅｒｅｉｔｈｅｒｍｏｄｅｒａｔｅｏｒｓｅｖｅｒｅｓｔｒｅｓｓ．ｗｈｉｌｅｔｈｅｂａｓｌａｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｈｅｉｇｈｔｈａｖｅｎｏｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｕｎｄｅｒｌｉｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎ．
ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓｏｎｇｒｏｗｔｈ，ｂｉｏｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｎｄａｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｉｇｍｅｎｔａｎｄｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓｈｏｒｍｏｎｅｏｆｏｎｅ．ｙｅａｒ．ｏｌｄｐｏｐｌａｒｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．Ｔｈｅｐｏｐｌａｒｓｅｅｄｌｉｎｇｓａｒｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅ

【推荐下载】浅谈干旱胁迫的生理影响

浅谈干旱胁迫的生理影响杨树在中国的分布很广，从新疆到东部沿海，北起黑龙江、内蒙古，南至长江流域都有分布。

尤其近10年来，中国杨树造林面积不断扩大，下面是编辑老师为大家准备的浅谈干旱胁迫的生理影响。

杨树是中国着名的传统树种之一，在华北地区更有着重要的位置，目前，关于杨树的繁殖培育生理习性的研究已经非常成熟，关于杨树抗旱性的研究也有了很多的探索，本试验着重研究毛白杨幼苗在干旱胁迫条件下叶片的生理指标的变化，以探索干旱胁迫对毛白杨生长发育的影响。

1 材料和方法 1.1材料试验材料为1年生的长势相同的杨树幼苗，洗净后置于培养液中。

模拟自然光控制光照。

培养10 d后进行试验。

1.2 方法试验处理取在培养液中培养10 d的1年生苗分别置于附加PEG-6000浓度为10%，20%，30%的培养液中模拟干旱胁迫处理48 h，采集新鲜叶片进行相关指标的测定，重复4次。

对照不加PEG-6000，其它培养条件相同(PEG可通过影响植物根系吸水而起到模拟干旱的效果)。

生理生化指标测定叶片相对含水量参考张志良的方法测定;过氧化物酶(POD)活性测定采用采用愈创木酚法，脯氨酸(Pro)的测定采用酸性茚三酮法。

2结果与分析枣树是中国着名的传统树种之一。

目前，有关枣树的研究主要集中在栽培管理、果实储藏、组织培养以及盐胁迫对枣树生理特性的影响等方面，详细内容请看下文浅谈高温胁迫对枣树的影响。

在中国，易受到高温胁迫侵扰的地区分布较广，所以，研究枣树在高温胁迫时的各项生理指标变化有着重要的理论和现实意义。

本研究以枣树幼苗为试验材料，对其幼苗进行模拟高温胁迫处理，研究模拟高温胁迫条件下，枣树幼苗细胞内叶片含水量、POD、丙二醛、脯氨酸的变化趋势，为高温条件下各地区枣种的栽培提供理论依据。

1 材料和方法 1.1材料取长势一致的1年生营养苗，消毒洗净之后，于完全培养液中进行培养，观察其生长状况，并用AP9500D潜水泵每天通气1 h。

干旱对毛白杨不同品种幼苗生长和抗氧化系统的影响

选取了毛白杨的２个不同品种的当年生幼苗为试
生态系统乃至整个生物圈产生巨大影响。作为该区主要优势树种毛白杨，研究其对干旱和盐碱化胁迫的敏感性与品种间的策略性差异，可为该区林业生产、森林经营与管理、环境改良以及其它木
盐碱化情况日益加剧。这种情况势必会影响该区植物的生理生态特性，进而对植物的种群、群落、

性强等特性，一直是黄河流域及华北平原地区用材林、农田林网和城乡绿化树种之一＿６］。该研究
１．２．１材料培养２０１１年３月进行枝条扦插，
植物对干旱胁迫的敏感性在不同的物种、变种，不
ｌ材料与方法
１．１材料
以毛白杨的２个不同品种（鲁毛５０和易县雌株）的当年生幼苗为试验材料。
１．２方法
同发育阶段和不同的实验条件下都是不一样的。为适应干旱胁迫，植物自身发展了一系列适应机
性水平。但对鲁毛５Ｏ而言，干旱胁迫对丙二醛、过氧化氢以及２种抗氧化酶几乎没有影响。因此，干旱对２个品种影响不同，鲁毛５Ｏ比易县雌株表现出更强的抗旱性。
关键词：毛白杨；干旱；抗氧化系统；品种差异中图分类号：￥７９２．１１７文献标识码：Ａ文章编号：１００２ — ２７６７（２Ｏ１３）０６ — ００６０ — ０４

盐分和干旱胁迫下羊草幼苗生理生化特性的研究

盐分和干旱胁迫下羊草幼苗生理生化特性的研究盐分和干旱胁迫下羊草幼苗生理生化特性的研究引言羊草（Leymus chinensis）是我国东北地区一种重要的牧草资源。

然而，在干旱和盐碱地区种植羊草存在一定的困难，因此研究盐分和干旱胁迫下羊草幼苗的生理生化特性，对解决这一问题具有重要意义。

材料与方法本研究采集了羊草幼苗作为实验对象，将其分成三组：正常水分组、盐胁迫组和干旱胁迫组。

对正常组给予适宜的水分和养分，对盐胁迫组和干旱胁迫组分别施加适宜浓度的盐溶液和停止灌溉，观察不同处理下羊草幼苗的生长情况和生理生化特性。

结果与讨论1. 盐分胁迫对羊草幼苗的抑制效果通过观察盐胁迫组，发现高盐处理导致羊草幼苗的生长显著受抑制。

盐分胁迫会影响植物的水分平衡和离子平衡，导致离子累积和细胞脱水。

这些结果进一步证实了盐分胁迫对羊草幼苗生理状态的负面影响。

2. 干旱胁迫对羊草幼苗的生理生化特性的影响干旱胁迫对羊草幼苗的生长和发育产生了显著的负面效应。

干旱胁迫导致细胞水分减少和叶片脱水，同时降低了叶片和根系的叶绿素含量。

此外，干旱还引发了植物的自我保护机制，如增加抗氧化酶活性以应对氧化损伤。

3. 盐分和干旱胁迫对羊草幼苗的耐受性机制羊草幼苗对盐分和干旱胁迫的耐受性主要通过调节离子平衡和保持水分稳定来实现。

在盐分胁迫下，羊草幼苗通过提高离子排泄和积累渗透物质来减少离子毒害。

而在干旱胁迫下，羊草幼苗通过增加根系表面积、调节基因表达和积累渗透物质来维持正常生长。

结论本研究结果表明，盐分和干旱胁迫对羊草幼苗的生理生化特性产生了显著的影响。

盐分胁迫导致水分和离子平衡紊乱，干旱胁迫则使植物面临水分和营养的限制。

然而，羊草幼苗通过调节离子平衡、抗氧化酶活性和积累渗透物质等机制来提高其盐碱和干旱胁迫的耐受性。

进一步的研究可以深入探索羊草耐受盐碱和干旱胁迫的分子机制，为提高羊草幼苗的适应能力和耐受性提供理论依据综上所述，盐分和干旱胁迫对羊草幼苗的影响主要体现在离子平衡紊乱、细胞脱水和生理生化特性的改变上。

干旱胁迫下3个杨树品种叶片膜透性及部分渗透调节物质的变化

干旱胁迫下3个杨树品种叶片膜透性及部分渗透调节物质的变化杨淑红;朱镝;任媛媛;朱延林【摘要】The paper reports the changes of relative plasma membrane permeability and the contents of some osmotic regulation substances such as soluble sugar,soluble protein and proline in leaves and the evaluation of drought resistance of poplar‘2025 ’and its two bud mutation varieties under continuous drought stress of soil.The results showed that with continuous drought stress,the relative plasma membrane permeability all increased obviously,and the‘Quanghong’popl ar were always higher than‘Zhonghong’and ‘2025 ’.The total soluble protein and free proline in leaves of the 3 varieties had a tendency to reduce,but the soluble sugar content kept in a higher level.There was a significant positive correlation between the soluble sugar content and the relative plasma membrane permeability(1 >|r|≥0.7 ),which was good for the plants to adapt to drought stress and obtain drought-resistant ability.There was a significant positive correlation between the change of proline content in leaves of poplar‘2025’and the permeability of plasmamembrane(1 >|r|≥0.7),and the membrane system was relative stable.There were extremely significant differences between the control group and the treatment group of the 3 varieties(P<0.01 ).It was concluded that the drought resistant ability was poplar‘2025 ’>‘Zhonghong’>‘Quanhong’by membership functionmethod,and there were no significant difference (P>0. 05) among the 3 varieties.The sensitivity of each index to drought stress was analyzed by the grey correlation method, results showed that the free proline was the main index reflecting the drought resistant ability of 3 poplar varieties.%在土壤持续干旱胁迫下，研究了杨树品种‘2025’及其2个芽变品种‘全红杨’、‘中红杨’当年生嫁接苗叶片的质膜相对透性及渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质含量的变化及关系，并进行了抗旱性评价。

干旱胁迫对杨树气体交换与荧光参数的影响

DOI:10.13275/ ki.lykxyj.2010.02.024林业科学研究　2010,23(2):202～208F o r e s t R e s e a r c h 文章编号:1001-1498(2010)02-0202-07干旱胁迫对杨树气体交换与荧光参数的影响谭晓红1,2,段爱国1,何彩云1,张建国1＊(1.中国林业科学研究院林业研究所,国家林业局林木培育重点实验室,北京　100091;(2.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京　100083)摘要:以白杨派和黑杨派杨树的盆栽苗为试材,分析了不同干旱胁迫程度对5个杨树的气体交换参数与荧光参数(F v/F m、F m v/F m s)的影响,并对不同树种的耐旱性进行了综合评价。

结果表明:①5种杨树净光合速率与蒸腾速率均随苗木叶水势的下降而呈明显下降趋势;在水分胁迫初期,欧洲黑杨和银白杨的净光合速率呈现明显的上升趋势。

②在中度干旱胁迫前,5个供试杨树的水分利用效率大部分随叶水势的下降有增大现象。

③不同树种的F v/F m随叶水势降低总体上呈逐渐下降趋势。

④与F v/F m相比,F m v/F m s能更直接地反映光合机构的实际光能捕获能力。

⑤当苗木叶水势为-1.5M P a时,5个树种耐旱性的综合评价结果为:转B t基因欧洲黑杨>欧洲黑杨>银白杨>银灰杨为欧洲山杨,综合指数评价结果与采用单一指标中的水分利用效率完全一致,与净光合速率相近;水分利用效率证明是一种较为可靠的树种耐旱性评价指标。

关键词:杨树;气体交换参数;荧光参数;干旱胁迫;综合评价中图分类号:S792.11文献标识码:AR e s p o n s e s a n d E v a l u a t i o no f G a s E x c h a n g e P a r a m e t e r s a n dF l u o r e s c e n c eP a r a m e t e r s o f A s p e n a n d C r o s s b r e e dt o D r o u g h t S t r e s s a n dT h e i r E v a l u a t i o nT A NX i a o-h o n g1,2,D U A NA i-g u o1,H EC a i-y u n1,Z H A N GJ i a n-g u o1(1.R e s e a r c h I n s t i t u t e o f F o r e s t r y,C h i n e s e A c a d e m y o f F o r e s t r y;K e y L a b o r a t o r y o f T r e e B r e e d i n g a n d C u l t i v a t i o n,S t a t e F o r e s t r y A d m i n i s t r a t i o n,B e i j i n g　100091,C h i n a;2.K e y L a b o r a t o r y f o r S i l v i c u l t u r e a n d C o n s e r v a t i o n o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,B e i j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y,B e i j i n g　100083,C h i n a)A b s t r a c t:S e l e c t i n g L e u c e D u b y a n d A i g e i r o s D u b y s e e d l i n g s a s m a t e r i a l s,t h i s p a p e r a n a l y z e d t h e r e s p o n s e s o f g a s e x c h a n g e p a r a m e t e r s(P n、T r、W U E)a n d f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s(F v/F m、F m v/F m s)o f f i v e b r e e d s o f a s p e na n d C r o s s b r e e d t o D r o u g h t S t r e s s,a n d c o m p r e h e n s i v e l y e v a l u a t e d t h e d r o u g h t-r e s i s t a n t c h a r a c t e r i s t i c s o f f i v e b r e e d s.I t w a s f o u n d t h a t t h e n e t p h o t o s y n t h e t i c r a t e a n d t r a n s p i r a t i o n r a t e o f f i v e b r e e d s o b v i o u s l y d e s c e n d e d w i t h t h e d e s c e n d o f l e a f w a t e r p o t e n t i a l s,a t t h e i n i t i a l s t a g e o f w a t e r s t r e s s,t h e n e t p h o t o s y n t h e t i c r a t e o f P o p u l u s n i g r a a n d P.a l b a s h o w e d a o b v i o u s i n c r e a s i n g t r e n d.B e f o r e m i d i u md r o u g h t s t r e s s i n g,t h e w a t e r u s i n g e f f i c i e n c y o f a l l t h e f i v e b r e e d s a l l s h o w e dt h ep h e n o m e n o no f i n c r e a s i n gw i t h t h ed e s c e n d i n go f l e a f w a t e rp o t e n t i a l,t h ed r o u g h t-r e s i s t a n c e c h a r a c t e r i s t i c s m a y b e a r e g u l a r r e f l e c t i o n o f t h e s e b r e e d s.F l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r F v/F mo f d i f f e r e n t b r e e dw h o l l y g r a d u a l l y d e s c e n d e dw i t ht h e d e s c e n d i n go f l e a f w a t e r p o t e n t i a l,t h e v a l u eo f l e a f w a t e r p o t e n t i a l a t t h es u d d e n d e s c e n d i n g p o i n t o f F v/F mm i g h t b e c o m e a n e wi n d e x t o c o m p a r e t h e d r o u g h t-r e s i s t a n t c a p a c i t y o f d i f f e r e n t b r e e d s.C o m p a r e d w i t h F v/F m,f l u o r e s c e n c ep a r a m e t e r F m v/F m s c o u l dd i r e c t l y i n f l e c t t h e p r a c t i c a l s o l a r e n e r g yc a p t u r e c a p a c i t y.W h i l e t h e l e a f w a t e r p o t e n t i a l o f s e e d l i n g s-1.5M P a,t h e c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nr e s u l t o f d r o u g h t-收稿日期:2008-12-25基金项目:北京市与中央在京高校共建项目“北京市重点学科———森林培育学”作者简介:谭晓红,博士生.研究方向:树木抗性生理.＊通讯作者:张建国,首席专家,研究员.主要研究方向.林木遗传改良及定向培育、树木抗性生理及分子生态.E m a i l:z h a n g j g@c a f.a c.c n第2期谭晓红等:干旱胁迫对杨树气体交换与荧光参数的影响r e s i s t a n t c a p a c i t y o f t h e f i v e b r e e d s w e r e:t r a n s g e n i c P.n i g r a c a r r i e d B a c i l l u s t h u r i n g i e n s i s(B t)g e n e>P.n i g r a >P.a l b a>P.×c a n e s c e n s S m i t h,P.t r e m u l a,w h i c h w a s s a m e t o t h e r e s u l t w h i l e w a t e r u s i n g e f f i c i e n c y w a s o n l y a d o p t e d,a n d n e a r t o n e t p h o t o s y n t h e s i s r a t e,w a t e r u s i n g e f f i c i e n c y h a d p r o v e d t o b e a r e l a t i v e l y r e l i a b l e i n d e x. K e y w o r d s:p o p l a r;g a s e x c h a n g e p a r a m e t e r s;f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s;d r o u g h t s t r e s s;c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n杨树是我国北方最主要的栽培树种,具有适应性强、生长速度快的特性[1]。

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干旱胁迫对毛白杨幼苗的生理影响
【摘要】以毛白杨为试验材料，研究模拟干旱胁迫对其叶片相对含水量（rwc）、pod活性、脯氨酸含量的影响。

结果表明：在模拟干旱胁迫条件下，叶片相对含水量较对照组均出现了不同程度的下降，其中模拟干旱胁迫最严重的试验组（peg-6000浓度为30%）叶片相对含水量下降最为明显；叶片pod的活性较对照组均出现了上升，其中中度干旱胁迫（peg-6000浓度为20%）的pod活性上升最为显著；脯氨酸的含量较对照组出现了不同程度的上升，并且模拟干旱胁迫越严重，脯氨酸含量上升的越显著。

【关键词】干旱胁迫；叶片相对含水量；脯氨酸
杨树在中国的分布很广，从新疆到东部沿海，北起黑龙江、内蒙古，南至长江流域都有分布。

尤其近10年来，中国杨树造林面积不断扩大，已成为世界上杨树人工林面积最大的国家。

杨树是中国著名的传统树种之一，在华北地区更有着重要的位置，目前，关于杨树的繁殖培育生理习性的研究已经非常成熟，关于杨树抗旱性的研究也有了很多的探索，本试验着重研究毛白杨幼苗在干旱胁迫条件下叶片的生理指标的变化，以探索干旱胁迫对毛白杨生长发育的影响。

一、材料和方法
（一）材料
试验材料为1年生的长势相同的杨树幼苗，洗净后置于培养液中。

模拟自然光控制光照。

培养10 d后进行试验。

（二）方法
1.试验处理取在培养液中培养10 d的1年生苗分别置于附加peg-6000浓度为10%，20%，30%的培养液中模拟干旱胁迫处理48 h，采集新鲜叶片进行相关指标的测定，重复4次。

对照不加peg-6000，其它培养条件相同（peg可通过影响植物根系吸水而起到模拟干旱的效果）。

2.生理生化指标测定叶片相对含水量参考张志良的方法测定；过氧化物酶（pod）活性测定采用采用愈创木酚法，脯氨酸（pro）的测定采用酸性茚三酮法。

二、结果与分析
（一）干旱胁迫对毛白杨叶片相对含水量的影响
叶片含水量反映了植物体赖以生存的水分状况。

对叶片进行不同程度的模拟干旱胁迫处理，在48 h中，叶片的相对含水量变化呈现出不同的规律。

对照组（没有进行干旱胁迫处理）的叶片相对含水量较为稳定，由设定的5个时间监测点的数据可知，叶片的相对含水量平均值为82.8%，且整个过程含水量没有大的起伏。

在其余3组中，叶片相对含水量在48 h中均出现了持续下降的趋势。

其中，下降趋势最为明显的是peg-6000浓度为30%的试验组，其次为
peg-6000浓度为20%的试验组，下降最不明显的为peg-6000浓度为10%的试验组。

可见，随着干旱程度的加剧，细胞失水状况明显，对毛白杨幼苗的生长发育有着一定程度的影响。

（二）模拟干旱胁迫对毛白杨叶片中pod活性的影响
空白对照组的pod的活性较为稳定，但3种干旱胁迫条件下，叶片的pod活性较之对照组均出现了明显的上升。

其中，peg-6000浓度为20%的试验组上升的最为明显。

这表明，干旱胁迫下杨树幼苗清除过氧化氢的能力显著提高。

pod是毛白杨体内有效的活性氧自由基清除系统，它能催化过氧化氢氧化酚类的反应，在毛白杨幼苗呼吸代谢中起到重要作用。

因此，pod活性是反映毛白杨抗氧化能力的指标之一。

（三）模拟干旱胁迫对毛白杨叶片pro含量的影响
空白对照组在48 h中，pro含量基本变化不大，但3种模拟干旱胁迫下，叶片内的pro含量均出现了显著的上升。

干旱胁迫下，植物体内pro大量积累已有许多报道。

pro是植物高蛋白组分之一，以游离状态存在于植物体中，是一种渗透调节物质，干旱条件下大量积累。

因此，pro含量的增加可间接说明植物受到了干旱胁迫的影响。

三、讨论
叶片相对含水量则反映了植物体内赖以生存的水分状况，随着高温胁迫程度的加剧，毛白杨幼苗细胞膜脂过氧化程度和破坏程度增加，同时细胞失水也越来越严重。

相对较高的叶片含水量可以有效地保持叶绿体结构和psⅱ功能，使植物进行有效光合作用。

试验发现，干旱胁迫对毛白杨幼苗叶片相对含水量的影响明显，说明干旱可影响毛白杨叶片的活性。

pod是重要的活性氧去除物质，pod的增加说明干旱胁迫下叶片内出现了过氧化氢的大量积累。

pro存在于原生质中，它是由谷氨酸通过吡咯啉-5-羧酸形成的，它在抗逆中的主要作用有两点：一是作为渗透调节物质保持原生质与环境的渗透平衡防止水分散失；二是与蛋白质相互作用增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀，增强蛋白质和蛋白质间的水合作用，从而保持细胞膜结构的完整性。

此外，rashmi等指出，干旱胁迫下pro还可以保护细胞质内许多酶免受伤害，这种植物通过pro钝化一定程度的酶的方式是一种很有效的自我保护机制。

但也有人认为干旱胁迫下一些植物细胞内pro的累积并不是一种积极有效的适应机制，而是干旱胁迫造成伤害的结果。

造成的这种差异可能与植物种类或胁迫程度有关。