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文檔簡(jiǎn)介
1、低溫脅迫是典型的環(huán)境脅迫因素,當(dāng)環(huán)境溫度下降超過(guò)一定的界限時(shí),植物的生長(zhǎng)和發(fā)育會(huì)受到一定的限制,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。在我國(guó),低溫寒害從北到南均有發(fā)生,是農(nóng)林生產(chǎn)中一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害,每年因寒害造成的損失巨大。
為了探討低溫脅迫對(duì)圓柏屬植物幼苗葉片生理生態(tài)的影響,本試驗(yàn)選取3年生圓柏(Sabinachinensis(Lin.)Ant.)和祁連圓柏(SabinaprzewalskiiKom.)幼苗為試驗(yàn)材料,以20℃為對(duì)照,利用人工
2、模擬不同的低溫處理(4℃、0℃和-6℃),通過(guò)測(cè)定圓柏屬植物葉片相對(duì)含水量(RWC)、葉綠素(Chl)含量、相對(duì)電導(dǎo)率(REC)、丙二醛(MDA)含量、過(guò)氧化氫(H2O2)含量,胡蘿卜素(Car)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性及其同工酶電泳,分析了兩樹(shù)種RWC和色素含量、膜脂過(guò)氧化程度、抗氧化酶系統(tǒng)和抗氧化劑系統(tǒng)隨處理溫度(20℃、4℃
3、、0℃和-6℃)降低和處理時(shí)間(4d、8d、12d、16d和20d)延長(zhǎng)的變化規(guī)律,進(jìn)行了兩樹(shù)種間差異性比較以及各指標(biāo)間的相關(guān)性分析,進(jìn)而闡明了圓柏屬植物幼苗在低溫脅迫過(guò)程中的生理生態(tài)響應(yīng)機(jī)制。
研究結(jié)果表明:
(1)4℃可激發(fā)圓柏抗氧化系統(tǒng),0℃左右是圓柏幼苗生長(zhǎng)的臨界溫度,在此溫度下圓柏幼苗可忍受8~12d左右。0℃可激發(fā)祁連圓柏抗氧化系統(tǒng),-6℃左右是祁連圓柏幼苗生長(zhǎng)的臨界溫度,在此溫度下祁連圓柏幼苗可忍受12
4、~16d左右。
(2)低溫脅迫時(shí),RWC與Chl含量呈極顯著負(fù)相關(guān),圓柏和祁連圓柏均能夠通過(guò)降低葉片RWC來(lái)減緩植物的生理代謝作用,同時(shí)增加植物的光合作用,降低植物呼吸作用。
(3)低溫脅迫下,圓柏和祁連圓柏SOD酶活性差異性不顯著,圓柏中POD酶活性極顯著高于祁連圓柏,4℃處理時(shí)兩種圓柏屬植物CAT酶活性差異性不顯著,0℃處理時(shí)圓柏的CAT酶活性顯著高于祁連圓柏,-6℃處理時(shí)祁連圓柏CAT酶活性極顯著高于圓柏,表明
5、三種酶之間無(wú)顯著線性關(guān)系,而是通過(guò)較復(fù)雜的非線性方式組成植物抗氧化酶系統(tǒng),在植物抗寒的過(guò)程中起到重要的作用。隨著脅迫強(qiáng)度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng),超出抗氧化酶系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)范圍,抗氧化酶系統(tǒng)平衡受到破壞,從而使膜脂過(guò)氧化程度加劇,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致植物傷害程度增大并最終死亡。
(4)低溫處理對(duì)圓柏屬植物葉片蛋白質(zhì)表達(dá)有明顯的影響,同時(shí)圓柏和祁連圓柏電泳圖譜間存在較為明顯的差異。無(wú)論是新出現(xiàn)的酶帶,還是表達(dá)量發(fā)生變化的酶帶,與圓柏相比較而
6、言,祁連圓柏活力降低的酶帶明顯要少于圓柏,而活力增加的酶帶明顯多于圓柏,這種表達(dá)差異的存在可能是祁連圓柏具有較強(qiáng)耐寒性的重要生理響應(yīng)。
(5)當(dāng)?shù)蜏孛{迫強(qiáng)度處于臨界值范圍內(nèi),植物體抗氧化劑系統(tǒng)作為信號(hào)分子存在,植物抗寒性與SP含量呈負(fù)相關(guān),與Car和Pro含量呈正相關(guān)。從抗氧化劑信號(hào)分子的作用來(lái)分析,祁連圓柏的抗寒性大于圓柏。
綜上所述:低溫脅迫下祁連圓柏的抗寒性高于圓柏,祁連圓柏中抗氧化酶系統(tǒng)和抗氧化劑的調(diào)節(jié)作用高
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