土壤干旱脅迫對蒙古扁桃種子及根系生理活動的影響.pdf

1、蒙古扁桃是蒙古高原荒漠區(qū)和荒漠草原特有的旱生落葉灌木，其抗逆性極強，防風(fēng)固沙能力很強，對脆弱荒漠生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定與恢復(fù)中發(fā)揮著極其重要的作用。將蒙古扁桃種子分別在滲透勢為-0.04MPa、-0.12MPa、-0.30MPa(聚乙二醇，PEG一6000)的石英砂培養(yǎng)基上進行發(fā)芽，探討模擬干旱脅迫對蒙古扁桃種子發(fā)芽期間呼吸代謝的影響。結(jié)果表明，在發(fā)芽期間蒙古扁桃種子呼吸商、總呼吸強度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，交替途徑也表現(xiàn)出相同的變化模式。萌發(fā)

2、早期糖酵解(EMP pathway)途徑運行速率很高，第4d達到最高值，即對照 (CK)和-0.04MPa、-0.12MPa、-0.30MPa的EMP途徑呼吸速率最高值分別為74.33、70.29、70.24和62.16O<,2>μl·g<'-1>FW·h<'-1>，但隨后又逐漸減弱。同時，糖酵解—三羧酸循環(huán) (TCAC) 途徑相應(yīng)增強。種子發(fā)芽初期磷酸戊糖途徑 (HMP pathway) 以較高速率運行，但隨著種子萌發(fā)進程逐漸下降。輕

3、度脅迫(滲透勢為-0.04MPa)促進呼吸底物代謝速率。在整個種子萌發(fā)過程中，細胞色素系統(tǒng)電子傳遞途徑運行活性隨總呼吸的增加而顯著加強，但所占的比值逐漸下降，而交替途徑在總呼吸中所占的比值逐漸上升。輕度脅迫使種子發(fā)芽期間的抗氰呼吸增加，但隨著脅迫強度的增加，交替途徑的貢獻降低，而細胞色素主路的貢獻增加。此外，種子萌發(fā)期間其氰化物含量呈先上升后下降趨勢，輕度脅迫促進發(fā)芽種子中氰化物的積累。 控制土壤水分含量來模擬不同土壤干旱脅迫，

4、探討土壤干旱對蒙古扁桃幼苗根系生理特性的影響。結(jié)果表明，包括全氮含量、硝酸還原酶活性、蛋白酶活性在內(nèi)的氮代謝水平，隨著干旱脅迫強度的增強迅速增加，當(dāng)土壤含水量下降到3．96％、植株葉水勢下降到-2．48MPa時達到最高水平，分別比正常供水的對照升高35．55％、164．06％、651．63％，之后緩慢下降并趨于平衡；蒙古扁桃幼苗根系在干旱脅迫條件下具有較好的滲透調(diào)節(jié)能力，脅迫前期其根系脯氨酸、游離氨基酸以及無機離子(K<'+>、Na<'

5、+>)的含量顯著增加，其最高含量分別為2．63、7．29、1．45、0．60mg·g<'-1>DW，分別比正常供水的對照增加16．44倍、0．83倍、1．62倍和1．36倍，到脅迫后期這些小分子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量下降的同時可溶性蛋白和可溶性糖等大分子量可溶性物質(zhì)含量增加，即脅迫前期其主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)為脯氨酸、游離氨基酸、K<'+>、Na<'+>等低分子量物質(zhì)，而脅迫后期主要以可溶性蛋白和可溶性糖作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。蒙古扁桃根系具有較好的抗氧

6、化能力，脅迫前期谷胱甘肽含量迅速下降，同時抗壞血酸含量迅速積累，脅迫后期則相反，表明，2種非酶自由基清除劑很好地相互補償。干旱引起蒙古扁桃根系膜系統(tǒng)過氧化作用加強，隨著脅迫時間的延長，積累較多的丙二醛(MDA)，造成膜透性增加，MDA 的增值與質(zhì)膜透性呈顯著正相關(guān)(R<'2>=0．706)。經(jīng)干旱脅迫處理后，蒙古扁桃幼苗根系活力呈下降—上升—下降趨勢。土壤干旱脅迫處理后，蒙古扁桃幼苗單根和整株根系水流導(dǎo)度(Lp<,r>)急劇下降，當(dāng)土壤

7、含水量下降到1．23％、植株葉水勢下降到-3．48MPa時，分別比正常供水的對照降低88．38％和94．59％，表明，干旱脅迫導(dǎo)致蒙古扁桃幼苗根系導(dǎo)水能力迅速下降。根冠淀粉水解狀況檢測結(jié)果表明，蒙古扁桃根冠淀粉顆粒水解的程度隨著脅迫程度的加重而增加，這是根系受到傷害的結(jié)果。將30～40cm 高的蒙占扁桃幼苗進行長期(60d)(正常供水、輕度干旱、中度干旱、重度干旱)處理后，測定結(jié)果表明，在輕度干旱脅迫下根系長度、根系體積、根粗度、活躍吸