干旱胁迫下六组冬瓜杨各生理指标变化分析,硕士论文.docx

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1、干旱胁迫下六组冬瓜杨各生理指标变化分析,硕士论文本试验在互助北山林场苗圃对 2008 年互助北山林区选取的 48 株无性系和2021 年在麦秀林区、双朋西林区、兰采林区、循化孟达自然保卫区、祁连县祁连林区、古城、甘肃连城林区选取的 14 株无性系以及互助北山林区 13 株无性系扦插苗 1 年生苗木成活率、生长量比照，挑选出 6 个优良无性系 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 进行气孔以及生理指标测定。冬瓜杨叶片气孔密度与气孔长度存在负相关关系，且与水分利用率存在相关系。干旱胁迫条件下六组冬瓜杨各生理指标的变化有明显差异，对干旱胁迫的生理反响不同，讲明采用单项生理指标评价六组冬瓜

2、杨之间耐旱差异存在一定的片面性，因而仅利用单项生理指标不能准确反映六组冬瓜杨抗旱性差异。建立 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2的净光合速率和土壤含水量的数学模型，经计算 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 土壤水合补偿点分别为 1.19%、5.02%、2.05%、2.19%、2.10%、1.34%，结合本研究，H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 适宜土壤含水量为 11.18%15.34%、21.61%29.66% 、 26.41%36.25% 、 22.34%30.65% 、 23.87%32.75% 、17.54%24.07%，并且基于六组冬瓜杨叶

3、片 Pn、Tr、PPO、CAT 活性的变化状况，利用从属函数法对六组冬瓜杨的抗旱性进行综合评价，H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 叶片的 4 个生理指标的平均从属函数值分别为 0.528、0.475、0.492、0.439、0.474、0.505，由此对六组冬瓜杨抗旱性强弱排序为 H1M2HB10H10HB19HB18。利用模糊从属函数法对正常情况下 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 的生长性状进行评价，H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 的 11个指标的平均从属函数值分别为 0.025、0.018、0.026、0.078、0.029、0.030，

4、由此对 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 生长性状排序为 HB18M2HB19HB10H1H10。本文关键词语:冬瓜杨,光合特性,保卫酶活性,干旱胁迫,从属函数法AbstractIn this experiment, the survival rate and growth of 1 year old seedlings of 48clone cuttings selected from Mutual Aid Beishan Forest Region in 2008, 14 clonecuttings selected from Maixiu Forest Region, S

5、huangpengxi Forest Region, LancaiForest Region, Mengda Nature Reserve of Xunhua, Qilian Forest Region of QilianCounty, Gucheng and Liancheng Forest Region of Gansu Province in 2021, and 13clone cuttings selected from Mutual Aid Beishan Forest Region in 2021 werecompared in the nursery of Mutual Aid

6、Beishan Forest Farm. And then six excellentclones H1, H10, HB10, HB18, HB19 and M2 were screened for stomatal andphysiological indexes determination. There was a negative correlation betweenstomatal density and stomatal length of Populus purdomii, and it was related to wateruse efficiency. There wer

7、e obvious differences in the physiological indexes of sixgroups of Populus purdomii under drought stress, and the physiological responses todrought stress were different, which indicated that there was a one-sidedness in theevaluation of drought tolerance among six groups of Populus purdomii by sing

8、lephysiological index. Therefore, only single physiological index can not accuratelyreflect the drought resistance of six groups of Populus purdomii. By using themathematical models of net photosynthetic rate and soil moisture content of H1, H10,HB10, HB18, HB19, M2, the soil hydration compensation

9、points of H1, H10, HB10,HB18, HB19 and M2 were calculated at 1.19%, 5.02%, 2.05%, 2.19%, 2.10% and1.34% respectively. And the appropriate soil water content of H1, H10, HB10, HB18,HB19 and M2 was 11.18%-15.34%, 21.61%-29.66%, 26.41%-36.25%,22.34%-30.65%, 23.87%-32.75%, 17.54%-24.07% respectively. Th

10、en, based on thechanges of Pn, Tr, PPO, CAT activities of the six-group Populus purdomii leaves, thedrought resistance of six groups of Populus purdomii were evaluated by membershipfunction method, and the average membership function values of four physiologyindicators of the leaves of H1, H10, HB10

11、, HB18, HB19, HB19 and M2 were 0.528,0.475, 0.492, 0.439, 0.474, 0.505, respectively. Thus , the order of drought resistanceof six groups was H1 M2 HB10 H10 HB19 HB18. In addition, the growth characteristics of H1, H10, HB10, HB18, HB19 and M2 under normal conditionswere evaluated by fuzzy membershi

12、p function method, and the average membershipfunction values of 11 indexes of H1, H10, HB10, HB18, HB19, M2 were 0.025, 0.018,0.026, 0.078, 0.029, 0.030, respectively. Therefore, the growth traits of H1, H10,HB10, HB18, HB19 and M2 were HB18 M2 HB19 HB10 H1 H10.Keywords:Populus purdomii photosynthet

13、ic characteristics protective enzymeactivity droughts tress subordinate function method.目 录内容摘要 .IIAbstract .III缩略词表 .V目录 .VI幅较长,部分内容省略,具体全文见文末附件第4章 干旱胁迫下 6 个冬瓜杨优良无性系生理生化的响应由于中国南北方水资源分布严重失衡，并且全球气候变暖问题，干旱问题已成为全球性的生态问题。到 21 世界末，由于全球气候变暖加重，导致地表水分快速蒸发，严重影响到植物的生长，植物生长特性除了遗传基因的控制，愈加遭到外部环境的影响，如温度、湿度、光照等。而水

14、分是植物生长的必要因素，干旱胁迫是降雨量缺乏，土壤含水量低，植物无法获取水分，进而导致生长缓慢，病虫害严重。二是高温下，植物的水分蒸发迅速，防御系统失衡，无法积累生物量。而植物的抗旱性特征是在长期的干旱逆境中进化而来。杨树在青海高原是重要的造林树种之一，杨树作为速生树种，对土壤水分更为敏感，而冬瓜杨作为青海乡土树种，长期处于无栽培状态，但是生长状况优于我省的主栽杨树青杨雄株优良无性系，很多研究学者已经对干旱等条件下植物体内生理生化的响应有了大量的研究。并且青海省属于中国西北部，气候长期处于严寒枯燥，冬瓜杨在长期的干旱逆境影响下，生理特性已发生进化。因而为了挑选出青海冬瓜杨的优良性状，对初选优良

15、无性系冬瓜杨 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 进行抗旱性研究。本研究以 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 扦插苗为实验材料，分别在干旱胁迫 0d、5d、10d、15d、20d 和 25d 以及复水 5d 后，记录 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 叶片净光合速率、水分利用率、蒸腾速率、PPO、CAT 活性的变化以及土壤含水量的变化。建立 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 持续干旱胁迫下光合生理特征与土壤含水量的关系数学拟合，计算出 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 最适宜土壤含水量上下限。并基于净光合速率、蒸腾速

16、率、PPO、CAT 活性各生理指标的检测结果、采用从属函数法对H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 的抗旱能力进行综合评价，并且利用模糊从属函数法对正常条件下 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 的生长性状的综合评价，为挑选冬瓜杨优良无性系提供理论根据。4.1 材料与方式方法4.1.1 试验材料与准备材料试验地点位于青海互助北山林场苗圃试验，供试土壤土壤成分，供试材料为 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 树品。供试化肥为尿素、过磷酸钙和氯化钾，用量分别为 7.72、16.17 和 6.57。试验盆购自市场口径35cm、底径 25cm 的圆形塑料花盆中，

17、平茬高度 20cm；每盆 1 株土量为花盆容量 98%(距上沿约 4cm)。每盆装土 10.5kg，进行正常栽培试验。4.1.2 土壤干旱胁迫处理方式方法因而将挑选出的 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 扦插苗各 20 盆，每个对照组与干旱胁迫处理组各10盆，干旱胁迫处理组自栽培第二日起停止浇水，阴雨天搬至室内进行防风和遮雨，25 天后解除胁迫并浇水至饱和，随后正常养护。分别在干旱胁迫 0 天、5 天、10 天、15 天、20 天和 25 天以及复水 5 天后的当日 8:00 采集对照组及处理组植株顶端向下第 3 至第 5 片叶，然后及时放到保鲜袋中,并装入吊牌(吊牌上叶子的编

18、号与所采叶片树的编号保持一致)然后尽快装入有冰块的保鲜盒中，带回青海大学农牧实验室。4.1.3 测定指标及方式方法4.1.3.1 土壤含水量利用 TDR 土壤水分仪测定 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 对照组与干旱胁迫处理组土壤含水量逐日的变化。探针长度选择 7.5cm 探针，在花盆接近苗木根部不同方向 3 个位置进行测定，取其平均值。4.1.3.2 光合指标利用 LI-6400 便携式光合测定仪测定 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2对照组与干旱胁迫处理组光合生理参数和冬瓜杨光合生理特性的逐日变化。4.1.3.3 多酚氧化酶PPO活性的测定采用邻苯二酚比色法测

19、定 PPO 活性。材料：所用试验样品为 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 对照组及处理组叶片。试剂：细石英沙、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻苯二酚。0.2M 的 NaH2PO4溶液A 液：称取分析纯 NaH2PO4 2H2O15.601g，用蒸馏水溶至 500mL。0.2M 的 Na2HPO4溶液B 液：称取分析纯 Na2HPO4 12H2O71.628g，用蒸馏水溶至 1000mL。0.1MpH7.0 磷酸缓冲液：A 液 97.5mL+B 液 152.5mL，稀释至 500mL。主要仪器：数显恒温水浴锅、高速冷冻离心机、紫外可见分光光度计：UV1800型。实验方式方法：所用试验样

20、品为 H1、H10、HB10、HB18、HB19、M2 对照组及处理组叶片。将同一植株同一部位叶片去除新鲜样叶的叶脉，取 0.5g 样叶与 2mL预冷的磷酸缓冲液(含 pH7.0)及少量细石英砂放入预冷研钵中研磨至匀浆;用3mL 预冷的磷酸缓冲液(含 pH7.0)研钵，合并提取液，放入 4、10000r min-1离心 20min;提取上清液，重复上一步骤;合并上清液并定容至 5mL。取上清液过滤后置于另一 50mL 离心管中，然后参加 2mL0.1mol L 的邻苯二酚溶液，放入恒温水浴锅中于 70下反响 15min，然后迅速放入冰浴中04冷却 5min终止反响，用蒸馏水将反响液稀释 5 倍

21、后在 410nm 下测定其吸光度值 AA 为5min 内吸光度值的变化。同时以缓冲溶液替代酶液做一样处理，作为空白对照。多酚氧化酶活力单位定义为在测定条件下，每克样品每分钟引起吸光度值改变 0.001，则定为个酶活单位U/g-1 min-1，多酚氧化酶活性计算公式：R= A*N/0.001*W*t式中：R 多酚氧化酶活性 A 反响时间内吸光度值的变化N 稀释倍数.4.2 结果与分析4.2.1 土壤含水量(SWC)的变化注：表示为均值 标准误，a、b 和 c 表示差异显着，字母不同者为差异显着，字母一样者为差异不显着由P 0.05图 4.1、4.2 中所示，正常条件下ck，六组冬瓜杨土壤含水量保

22、持在20.08%41.23%之间。持续干旱胁迫组，六组冬瓜杨土壤含水量逐步降低，变化趋势基本一样，在试验第 25 天土壤含水量 3.97%6.34%，复水 5 天后，土壤含水量恢复至 22.2%32.15%，土壤含水量在干旱胁迫的 25 天内六组冬瓜杨均有显着差异，在复水 5 天后仍然存在显着差异。4.2.2 对叶片净光合速率Pn)、蒸腾速率Tr的影响由图 4.3、4.4 中可知，在正常情况下，HB19 冬瓜杨叶片 Pn低于 H1、H10、HB10、HB18、M2。在持续干旱胁迫下，六组冬瓜杨叶片 Pn呈持续下降的趋势，在 515 天下降幅度最明显，胁迫第 25 天，六组冬瓜杨较正常条件分别下

23、降了97.43%、94.43%、94.65%、97.07%、95.35%，差异均显着P 0.05。复水后，H1、M2 叶片 Pn低于正常条件下ck21.2%、21.35%，差异不显着P 0.05，H10、HB10 叶片 Pn低于正常条件下ck45.52%、21.77%，差异显着P 0.05，HB18、HB19 叶片 Pn高于正常条件ck下 23.85%、5.81%，HB18 差异显着P 0.05，HB19 差异不显着。干旱胁迫组的六组冬瓜杨在 25 天内差异均显着P 0.05，复水后的 5 天，Pn差异不显着P 0.05。由图 4.5、4.6 中可知，在正常情况下，HB19 冬瓜杨叶片 Tr低

24、于 H1、H10、HB10、HB18、M2。在持续干旱胁迫下，六组冬瓜杨叶片 Tr呈持续下降的趋势，在515天下降幅度最明显，胁迫第25天，六组冬瓜杨较正常条件下降了93.86%、95.57%、88.02%、83.83%、92.32%、92.92%，差异均显着P 0.05。复水后，H1、H10、HB18 叶片 Tr低于正常条件下ck7.11%、9.04%、13.38%，差异不显着P 0.05，HB19 叶片 Tr低于正常条件下ck16.17%，差异显着P 0.05，HB10、M2 叶片 Tr高于正常条件下ck35.90%、25.25%，差异显着P 0.05。干旱胁迫组的六组冬瓜杨在 25 天内

25、差异均显着P 0.05，复水后的 5 天，Tr差异显着P 0.05。以下为参考文献1 朱之悌.树木的无性繁衍和无性系育种J.林业科学,1986,22,(3):280-290.2 金晓洁,李云,高尚永.杨树无性系改进研究进展J.河北林业科技,2008,(3):26-28.3 郭群,王宝松,潘明建.黑杨派 5 个无性系滩地造林比照试验J.江苏林业科技,2002,29(5):6-10.4 邱虹,张基武,张辉.干旱地区杨树速生林造林技术J.辽宁林业科技,2006,(6):51-52.5 尹春英,彭幼红,罗建勋,李春阳.杨属遗传多样性研究进展J.植物生态学报.2004(05)6 冬瓜杨.中国植物物种编目

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