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奶花芸豆对干旱胁迫及烯效唑调控的响应

王景伟

  干旱是影响作物生长发育最主要的生态境因子,也是对作物产量最重要的限制因子之一。阐明水分亏缺对芸豆生长发育及产量的影响对于丰富作物干旱胁迫研究,解决本地区芸豆生产实际问题具有重要的理论和现实意义。本试验以奶花芸豆为研究对象,于2012年和2013年在黑龙江八一农垦大学实验场进行。采用不同浓度PEG-6000溶液模拟干旱,测定了种子萌发、生理指标的变化。通过人工控水的盆栽试验研究了不同程度、不同时期、不同时间干旱胁迫及复水对奶花芸豆形态、生理和产量的影响,建立了奶花芸豆干物质积累的动态模型。同时,利用烯效唑进行拌种处理的方法,研究其对干旱的调控作用。主要研究结果如下: 1.利用PEG-6000模拟干旱,研究发现,轻度胁迫并未明显影响种子的萌发,而且还有一定的促进作用。随着胁迫强度增加,种子萌发呈明显降低的趋势。MDA、游离Pro、保护酶活性、可溶性蛋白质和可溶性糖含量的变化则呈单峰曲线趋势。 2.干旱胁迫下,芸豆株高、叶面积、比叶重、叶片保水能力均降低,茎粗变细。随着胁迫强度增加、时间延长,变化幅度增大,但叶片保水能力变化不大。不同生育时期胁迫对株高的影响顺序为苗期>花期>结荚期。叶面积随着发育进程的推进,受影响程度加重。苗期干旱胁迫使叶绿素a含量升高,随着发育进程推进呈下降趋势,胁迫强度越大、降幅越大。叶绿素总量和叶绿素b的变化规律与叶绿素a基本相同。叶绿素a与b比值无明显的规律。 复水后,冠层形态指标的反应比较滞后,而后由于补偿作用得到一定程度的恢复。株高的反应,在苗期干旱胁迫5d、花期和结荚期轻度胁迫,补偿作用最明显,而重度胁迫补偿作用相对较差弱。茎粗对胁迫及复水反应均不明显。叶面积,在花期产生激发作用,最终结荚期补偿效应最强,花期和苗期次之。比叶重,在苗期和花期轻度胁迫5d出现等量补偿,花期其他处理出现部分补偿,结荚期则表现为伤害补偿或无补偿。叶片保水能力,在苗期出现等量补偿,而花期和结荚期补偿效应不明显。叶绿素a含量,在苗期胁迫5d、花期胁迫10d及结荚期胁迫均能等量补偿。叶绿素b含量,在苗期和结荚期胁迫5d,表现为等量补偿。叶绿素a与b比值,在苗期和结荚期轻度胁迫10d和花期胁迫5d,均能等量补偿。叶绿素总量的变化规律与叶绿素a基本相同。 3.干旱胁迫使芸豆主根增长,根粗变细,侧根总长增加,根系活力减小,随胁迫强度越大,变幅越大。胁迫时间延长,苗期、花期和结荚期的不同指标变化各异。胁迫使根系总吸收面积减小,强度越大、时间越长,降幅越大。苗期,根系活跃吸收面积在轻度干旱胁迫时上升,随胁迫时间延长增量减小;苗期重度胁迫、花期和结荚期胁迫使活跃吸收面积降低,随着胁迫强度增加、时间延长,降幅急剧增加。活跃吸收面积率变化规律与活跃吸收面积相一致。 复水后,主根长、主根粗及侧根总长均表现出滞后效应,其他指标表现不明显。主根长在苗期和花期胁迫5d产生等量补偿,侧根总长在花期和结荚期表现为等量补偿。主根粗在苗期补偿效应最强,表现出等量补偿。根系活力均能等量补偿。总吸收面积在苗期和花期胁迫5d表现为等量补偿。根系活跃吸收面积在苗期轻度胁迫5d及胁迫10d表现为等量补偿,根系活跃吸收面积率变化规律与活跃吸收面积相同。 4.干旱胁迫下,芸豆叶片SOD活性均下降,胁迫强度增加,时间延长,降幅加大。MDA含量、POD和CAT活性在干旱胁迫下上升,胁迫强度越高、时间越长,上升趋势越明显,各指标在结荚期受干旱胁迫影响程度最大。复水后,POD和CAT活性表现为激发作用。最终SOD在苗期和结荚期出现等量补偿,花期胁迫出现伤害补偿。CAT活性、MDA含量在复水后,基本能等量补偿。CAT活性补偿作用的变化没有规律,苗期胁迫5d和结荚期胁迫产生等量补偿,苗期胁迫10d产生部分补偿,而花期胁迫5d和10d分别产生了伤害补偿和超补偿效应。 5.干旱胁迫,可溶性蛋白含量除结荚期胁迫10d增加外,其他处理均减少,随胁迫强度增加而降幅增大。随胁迫时间延长,苗期和结荚期降幅增大,花期降幅减小,影响程度顺序为苗期>结荚期>花期。可溶性糖和游离Pro含量在干旱胁迫下提高,随胁迫强度增加,增幅加大。随胁迫时间延长,脯氨酸含量在苗期重度胁迫下降低,其他处理均提高,随发育进程推进,增幅加大。可溶性糖含量在苗期和花期增幅减小;结荚期轻度胁迫时含量提高,重度胁迫变化不大。复水后,可溶性蛋白含量表现出激发反应,可溶性糖在花期和结荚期也均出现激发反应,最终两者均为等量补偿,且可溶性蛋白在苗期胁迫10d出现超补偿现象。脯氨酸含量在复水后出现滞后效应,最终苗期胁迫10d为等量补偿,其他处理为部分补偿甚至伤害补偿。 6.干旱胁迫使芸豆冠层干重减小,根部干重增加,根冠比提高。冠层干重和根冠比在胁迫强度增加时降幅加大。随胁迫时间延长,苗期和结荚期降幅加大,花期降幅减小。根部干重随胁迫强度增加,时间延长,增幅加大。复水后,冠层干重、根部干重和根冠比均先后产生滞后效应,最终在苗期和花期均能等量补偿,而结荚期,尤其是结荚期胁迫10d补偿效果较差。 7.干旱胁迫对单荚粒数影响不明显,单株荚数、粒重和单株产量呈减小趋势。随胁迫强度增加、时间延长而降幅增加。单株荚数在结荚期明显降低,粒重和单株产量在花期和结荚期均明显降低,其他生育时期变化不明显。随胁迫强度增加,时间延长,百粒重降幅加大。干物质增长的动态曲线呈“S”型,与Logistic增长模型相吻合。复水后产生一定的补偿作用,苗期等量补偿,花期和结荚期仅为部分补偿。 8.干旱胁迫后用烯效唑拌种,在一定浓度范围内,除株高和MDA含量降低外,其他冠层及根系形态和生理指标、保护酶活性、渗透调节物质、冠层及根干重、根冠比等均上升。最终在产量及构成因素中,百粒重和单株产量均增加,单株荚数、单荚粒数变化不显著。但烯效唑拌种浓度较高时,除株高外,均产生与中低浓度相反的变化趋势。……   
[关键词]:奶花芸豆;干旱胁迫;烯效唑;调控
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:沈阳农业大学2014年