两种柽柳品种对干旱及盐胁迫的适应性分析.pdf

青海农林科技问 题 探 讨 年第 期收稿日期:基金项目:省级林业改革发展资金林业新技术推广项目(号)作者简介:刘桂英()女林业工程师研究方向:林木遗传育种 :.通讯作者:张锦梅()女林业正高级工程师研究方向:林业 :.两种柽柳品种对干旱及盐胁迫的适应性分析刘桂英赵文洁张锦梅满丽婷(西宁市林业科学研究所青海 西宁 青海西宁城市森林生态系统定位站青海 西宁)摘 要:为明晰柽柳对干旱和盐胁迫适应性 本研究以多花柽柳和柽柳扦插幼苗为试验材料进行干旱和盐胁迫适应性研究 结果表明:随着干旱胁迫的加剧两种柽柳可溶性糖含量、丙二醛和叶绿素含量整体上均呈现上升趋势而随着 浓度增加可溶性糖含量和叶绿素含量整体上呈先上升而后下降趋势丙二醛呈现上升趋势综合评价得出多花柽柳植物耐旱和耐盐性强于柽柳关键词:柽柳干旱胁迫盐胁迫适应性中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.):.:柽柳(.)是柽柳科()柽柳属(.)灌木或小乔木植物为北方干旱区、半干旱区广泛分布的重要灌木植物在沙漠地区呈片状分布常生于河岸沙地、滩涂、干燥盐碱地和沙荒地根系发达固沙能力强是防风固沙先锋树种 柽柳是典型的泌盐性盐生植物茎叶表面具有泌盐的盐腺 多数种具有抗旱、耐盐碱、耐高温等特性也是具有多种经济和生态价值的优良植物资源 同时柽柳种类繁多枝型优美枝条颜色鲜艳柽柳属植物总状或圆锥花序花瓣红色、粉色、稀白色花色艳丽花期长多数种类春、夏、秋三季开花 枝条纤细稠密耐修剪是城市防护绿地和庭院绿地的优良观赏灌木 青海地处青藏高原东北部地形地貌复杂多变以上地区的海拔在 以上 盐碱度大土壤贫瘠植物种类稀少森林结构简单自然条件恶劣植被稀少景观单调树种和景观多样化程度低 加之人类活动破坏大大超出生态环境的承载能力以及青海高寒、缺氧、干旱的气候使其生态环境具有先天脆弱、容易受损和极难恢复的特点加剧了生态的破坏程度使之留存下来的树种更为单一绿化树种主要以适应性强的高大乔木为主花灌木树种稀少整体景观效果差 而柽柳具有抗旱、耐盐碱、耐高温等特性同时柽柳花色鲜艳枝繁叶茂可为树种选择和城市美化提供材料因此探索柽柳植物对逆境适应性情况明晰对干旱和盐胁迫的承受能力为更好的选择适宜柽柳树种提供基础数据 材料与方法 试验材料供试材料为 年生扦插苗的多花柽柳和柽柳 试验方法 试验设计于 年 月中将两个品种插穗扦插至塑料花盆中每盆一株将腐殖质土和耕作土按 的比例拌匀多菌灵消毒后装盆每盆土 正常水分管理保证土壤水分充足使之不会成为苗木生长的限制因子干旱胁迫处理方法:设置 个水分供应梯度处理每个处理 盆共 盆 试验设计如表 用土壤水分探针检测花盆中土壤含水量水分不足时用量杯进行补水使各处理稳定在设定的标准水分范围内 月 日完成控水处理表 干旱胁迫试验设计处理土壤含水量()盐胁迫处理方法:试验设计如表 设置 个 溶液浓度梯度处理每个处理 个重复共计 盆 连 续 每 周 浇 一 次 盐 溶 液 每 次 灌以等量清水为对照每隔 测定土壤含水量加清水补充水分土壤含水量控制在田间持水量的 左右 试验期间盆底放置托盘将渗出溶液回倒至土壤中防止水分和盐分的流失 周后以每枝条中部的叶片为主取样测定相关指标表 盐胁迫试验设计处理 溶液浓度()测定指标可溶性糖含量测定采用蒽酮硫酸法丙二醛()含量测定采用分光光度法叶绿素含量测定采用乙醇浸提法 试验数据处理采用、软件进行试验数据统计分析对不同测定指标下两种柽柳进行抗逆性分析 并进行隶属函数值法进行综合评价隶属函数公式为:(正相关)(负相关)平均数隶属函数值:/式中:为 单株 性状的综合隶属函数值为 单株 性状的测定值和 分别为各单株性状值的最小值和最大值 表示某个测试单株 表示某一性状 计算各性状的隶属函数值获得隶属函数值累加起来取平均值再比较平均值进行排序并进行评价 结果与分析 干旱胁迫下两种柽柳生理指标分析 干旱胁迫下两种柽柳可溶性糖含量变化由图 可知多花柽柳和柽柳可溶性糖含量均随着水分的减少呈现逐渐增长的趋势多花柽柳可溶性糖含量在处理 时达到最高值为 柽柳可溶性糖含量在处理 时达到最高值为 多花柽柳和柽柳可溶性糖含量随着水分减少而增加说明干旱胁迫会促使多花柽柳和柽柳可溶性糖含量增加图 干旱胁迫下两种柽柳可溶性糖含量变化 干旱胁迫下两种柽柳丙二醛()含量变化图 干旱胁迫下两种柽柳丙二醛()含量变化 由图 可知干旱胁迫能增加细胞膜透性加强膜质过氧化作用最终导致膜系统破坏 作为膜质过氧化作用的产物其含量的多少可以代表膜损伤程度的大小 含量越高说明膜损伤程度越高 由图 可得两种柽柳植物的丙二醛含量间不存在差异性随着水分的减少 含量逐渐增大在处理 时多花柽柳和柽 柳 的 含 量 均 达 到 最 高 值 分 别 为/和 /这可能与植物叶片干皱直接损伤植物细胞使植物细胞失去活力有关从而导致 含量增长 干旱胁迫下不同品种柽柳叶绿素含量比较图 干旱胁迫下两种柽柳叶绿素含量变化 叶绿素在植物细胞中与蛋白质结合成叶绿素可反映出在植物抵御外来伤害时的损害程度 叶绿素含量是反映植物特别是光合机构生理状况的一个基本指标其含量的多少与光合能效的高低有着重要的关系 由图 可以得出不同柽柳品种不存在显著差异两种柽柳叶绿素含量均呈现随着水分含量的减少而逐渐增大的趋势 处理 时多花柽柳和柽柳的叶绿素含量达到最高值分别为 /、/盐胁迫下柽柳生理指标分析 盐胁迫下两种柽柳可溶性糖含量变化图 盐胁迫下两种柽柳可溶性糖含量变化 从图 可以得出随着盐胁迫不断增强两种柽柳的可溶性糖总体呈现先上升而后下降的趋势在处理 时可溶性糖急剧升高可能是由于两种柽柳对 浓度做出的应激反应且变化明显多花柽柳在处理 时可溶性糖含量降至 柽柳可溶性糖含量在处理 时可溶性糖含量降低至 整体来看不同 浓度下柽柳可溶性糖含量变化高于多花柽柳且柽柳在处理 时可溶性糖含量是多花柽柳的 倍二者之间存在显著性差异 盐胁迫下两种柽柳丙二醛()含量变化图 盐胁迫下两种柽柳丙二醛()含量变化 从图 中可以得出随着不同 浓度胁迫程度的增强多花柽柳和柽柳丙二醛含量均呈现上升而后回降的趋势 两种柽柳在处理 时丙二醛 含 量 最 高 其 值 分 别 为 /和/在处理 时两者丙二醛含量都有所下降 两种柽柳间存在差异性 盐胁迫下两种柽柳叶绿素含量变化由图 可知随着 浓度的提高两种柽柳叶绿素含量均整体呈现出逐渐降低的趋势多花柽柳在处理 时叶绿素的含量为最高值为/在处理 时多花叶绿素含量急速下降含量只有 /这可能与植物叶片失绿导致叶绿素降低有关柽柳随着 浓度的增加叶绿素的含量先增加后减少拐点出现在处理 时叶绿素含量为 /在处理 时叶绿素含量只有 /图 盐胁迫下两种柽柳叶绿素含量变化 两种柽柳适应性综合分析对多花柽柳和柽柳两个品种进行干旱和盐胁迫试验测定了两种柽柳植物在不同干旱程度和盐浓度下其可溶性糖、丙二醛和叶绿素含量变化情况并进行综合评价 结果如表 所示:表 海棠枝叶性状指标隶属函数值品种干旱胁迫盐胁迫叶绿素含量(/)丙二醛含量(/)可溶性糖含量()叶绿素含量(/)丙二醛含量(/)可溶性糖含量()综合评分综合排名多花柽柳 柽柳 通过对两种柽柳在干旱和盐胁迫下叶片中含叶绿素、丙二醛和可溶性含量进行测定利用隶属函数值法对两种柽柳进行综合评价根据结果将两种柽柳的抗逆性进行评价多花柽柳的综合抗逆性强于柽柳 结论与讨论植物在应对外界逆境时会调节自身代谢进行抵御抗逆在胁迫下植物的形态特征能直接反映植物受到伤害的程度 在本研究中随着干旱程度和 浓度增加两种柽柳植物叶片出现失绿和萎蔫的现象 有研究表明植物在胁迫下会引起植物细胞膜过氧化导致细胞膜的选择透性发生改变甚至丧失丙二醛作为膜脂过氧化分解的重要产物其产生后会进一步加重对膜的伤害可溶性糖和丙二醛的含量可以代表膜脂过氧化的程度进而反映细胞膜质受伤害的程度 本试验中在干旱胁迫和盐胁迫下两种柽柳叶片中可溶性糖和丙二醛含量随着胁迫加剧呈现上升的趋势该结论与张兵对柽柳耐盐生理特性研究中盐胁迫对其丙二醛含量影响变化结论一致以及与由佳辉对葡萄砧木抗旱性研究中丙二醛含量变化结论也一致 说明在持续的干旱和盐胁迫条件下叶片组织的保护能力逐渐衰退细胞膜的结构和功能均遭到不同程度的破坏透性变大脂膜过氧化严重受损植物在光合作用过程中叶绿素对光能的吸收、传递与转化起着至关重要的作用其含量的变化会受到环境中胁迫的影响 在本研究中随着干旱胁迫加剧两种柽柳叶片中叶绿素含量呈现持续上升的趋势此结论与胡杨等对干旱胁迫对细穗柽柳幼苗影响中叶绿素变化规律一致 而随着 浓度增加时叶绿素含量呈现持续上升的趋势到 浓度为 时叶绿素急速下降 此结论与李英博等对亚柄薹叶在 胁迫下特性研究结果相反这可能与植物自身抗性以及和设定的胁迫梯度有关需进一步验证综上所述两种柽柳在干旱胁迫和盐胁迫条件下多花柽柳和柽柳植物体内的可溶性糖、丙二醛和叶绿素含量在设定的胁迫梯度下呈现出一定的规律性 说明其能通过调整自身生长速度、保护酶活性及渗透调节物质含量来缓解干旱胁迫造成的伤害 在重度干旱胁迫下多花柽柳和柽柳部分出现叶片失绿现象但植株未出现枯死现象表明 干旱处理未达到多花柽柳和柽柳抗旱耐受极限范围两种柽柳间不存在显著性差异表明两种柽柳的抗旱基本一致应用于盐碱地示范推广前景广阔在干旱、半干旱地区具有极高的推广价值参考文献:杨维康.新疆柽柳属植物生境多样性研究.新疆环境保护():.韩福贵满多清郑庆钟等.石羊河中下游不同生境柽柳群落物种多样性及土壤水分、盐分关系.水土保持研究():.张鹏云刘名庭.中国的柽柳属植物研究简史.干旱区研究():.张道远杨维康潘泊荣等.刚毛柽柳群落特征及其生态、生理适应性.中国沙漠():.郗金标张福锁陈阳等.盐生植物根冠区土壤盐分变化的初步研究.应用生态学报():.陈金星.柽柳属植物种质资源圃规划设计的理论与实践.乌鲁木齐:新疆农业大学.鲁敏王仁卿.绿化植物受大气、铅复合污染伤害特征及抗性表现.山东大学学报(理学版)():.张鹏云张耀甲.中国植物志.北京:科学出版社():.曹江源何积业.对江河源地区水土保持监测工作的一些设想.青海环境():.何青宝.青海省生态环境现状及林业发展对策.现代农业科技():.周永浩青海省森林可持续经营现状及对策.乡村科技():.蔡品迪许正亮张弛等.国有林场森林经营现状及对策浅析.南方农业():.中国科学院上海植物生理研究所/上海市植物生理学会.现代植物生理学实验指南.北京:科学出版社.郝再彬.植物生理实验.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社:.徐伟季索菲.提取方法对叶绿素含量的影响.廊坊师范学院学报(自然科学版)():.张超.种绣线菊(.)的干旱适应性研究.哈尔滨:东北农业大学.王建刚.不同时期 种挪威槭丙二醛()含量的变化.现代园艺():.舒展张晓素陈娟等.叶绿素含量测定的简化.植物生理学通讯():.胡杨李钢铁李星等.干旱胁迫对细穗柽柳幼苗生长和生理生化指标的影响.中国农业科技导报():.张治安张美善蔚荣海.植物生理学实验指导.北京:中国农业科学技术出版社.李英博韩戴宇付如裕等.胁迫对亚柄薹草形态和相关生理指标的影响.草业科学():.张兵.盐胁迫下柽柳的生长变化和代谢分析.黑龙江:东北林业大学.由佳辉高林王海鸥等.干旱胁迫对 个葡萄砧木品种生理指标的影响.经济林研究():.常青山张利霞杨伟等.外源 对 胁迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影响.草业学报():.张利霞常青山侯小改等.胁迫对夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影响.草业学报():.(上接第 页).:.:.():.:.:.():.