外源甜菜堿提高煙草抗旱性的研究.pdf

1、以生產(chǎn)上種植的煙草(NicotianatabacumL.)品種大黃金5210(抗旱性強(qiáng))和中煙100(干旱敏感型)為材料，采用基質(zhì)育苗和盆栽方式，分別于苗期(七葉期)根施甜菜堿(1.7mmol/L)和旺長(zhǎng)期(團(tuán)棵到現(xiàn)蕾)葉面噴施甜菜堿(80mmol/L)，研究了外源甜菜堿對(duì)煙草抗旱性的改善作用并初步探討其生理機(jī)制。檢測(cè)指標(biāo)包括甜菜堿含量、相對(duì)含水量、葉綠素含量、光合熒光參數(shù)、希爾反應(yīng)活力、ATP酶活性、抗氧化酶活性、K+、Na+和Cl-

2、的含量、可溶性糖、脯氨酸含量以及類囊體膜類脂組分等，主要研究?jī)?nèi)容包括三個(gè)方面： 1.外源甜菜堿對(duì)煙草幼苗抗旱性的影響苗期試驗(yàn)主要研究不同程度水分脅迫對(duì)煙草葉片光合機(jī)構(gòu)的影響，并通過(guò)根施甜菜堿的方法，研究了甜菜堿對(duì)煙草光合機(jī)構(gòu)的保護(hù)作用及其機(jī)制。主要結(jié)果如下： (1)根施的甜菜堿可以被煙草根系吸收并運(yùn)輸至葉片中積累，積累量達(dá)到較高水平。 (2)水分脅迫導(dǎo)致煙草幼苗光合機(jī)構(gòu)損傷，表現(xiàn)在葉綠素含量、PSⅡ光化學(xué)效率、希

3、爾反應(yīng)活力以及類囊體膜ATPase活性下降，且對(duì)抗旱性弱的中煙100損傷更加嚴(yán)重。外源甜菜堿處理減輕了水分脅迫下葉綠素含量、PSⅡ光化學(xué)效率、希爾反應(yīng)活力以及類囊體膜ATPase活性的下降，且對(duì)抗旱性弱的中煙100作用更為有效。甜菜堿對(duì)煙草光合機(jī)構(gòu)的這種保護(hù)作用可能與它能夠維持水分脅迫下煙草葉片中各種抗氧化酶活性、減輕活性氧的積累、保護(hù)類囊體膜上各種色素蛋白的功能以及緩解干旱脅迫對(duì)膜脂組分的影響有關(guān)。 2外源甜菜堿對(duì)旺長(zhǎng)期煙草抗

4、旱性的影響旺長(zhǎng)期通過(guò)葉面噴施甜菜堿，研究了正常供水和干旱脅迫下甜菜堿對(duì)煙草生理性狀及最終生物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。從水分狀況的維持和抗氧化保護(hù)兩方面探討了甜菜堿提高煙草抗旱性的生理機(jī)制。結(jié)果如下： (1)葉面噴施的甜菜堿可以被煙草葉片吸收并在體內(nèi)積累，積累量達(dá)到較高水平。 (2)正常供水條件下，葉面噴施甜菜堿對(duì)煙草各項(xiàng)生理指標(biāo)稍有改善，其中對(duì)氣孔導(dǎo)度(Gs)及K+、Na+和Cl-的含量影響比較明顯，具體表現(xiàn)為外源施用甜菜堿使

5、氣孔導(dǎo)度增加、K+含量提高、Na+和Cl-的含量降低。但以上變化沒(méi)有達(dá)到顯著水平。 (3)干旱脅迫下，甜菜堿預(yù)處理可以顯著緩解干旱脅迫對(duì)煙株的傷害，其生理作用主要包括以下幾個(gè)方面： 干旱脅迫下甜菜堿的施用提高了葉片含水量和氣孔導(dǎo)度(Gs)，提高了光合能力，增加了地上部生物量及植株高度。 甜菜堿本身作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)并通過(guò)影響其它滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，影響煙草葉片的水分狀況。甜菜堿的施用降低了煙草葉片可溶性糖和脯氨酸在

6、脅迫下的積累量，這可能是由于甜菜堿改善了水分狀況，減輕了干旱對(duì)細(xì)胞的脅迫作用，從而延遲了干旱信號(hào)的傳遞或者降低了干旱信號(hào)的強(qiáng)度。同時(shí)，甜菜堿還通過(guò)提高K+的積累量，并降低對(duì)Na+和Cl-吸收來(lái)提高煙草抗旱性。 甜菜堿的施用可以維持各種抗氧化酶活性，提高了抗氧化能力，進(jìn)而減輕了活性氧積累，降低了膜脂過(guò)氧化(MDA)水平，維持類囊體膜膜脂組分的相對(duì)穩(wěn)定，提高了脅迫下膜的流動(dòng)性，保護(hù)了各種色素蛋白的功能，緩解了干旱脅迫下葉綠素的降解。