水分胁迫对龙井长叶叶绿素荧光特性的影响

摘要:本实验茶苗为‘龙井长叶’分别进行干旱和涝害两种胁迫处理,通过快速叶绿素荧光动力学技术,研究茶树在水分胁迫下叶绿素荧光参数变化,并分析其与植物抗逆性的关系。通过分析得知在水分胁迫下,茶树的光合作用受到影响,其叶绿素荧光参数均有所变化。在干旱胁迫下,φPo、ΨO、φEo、PIABS随着干旱程度的加深逐渐降低,而φDo则逐渐升高。表明本试验中所涉及叶绿素荧光参数φPo、ΨO、φDo、φEo、PIABS均与茶树耐旱性相关,可作为判断茶树是否抗旱的指标;在涝害胁迫下,φPo、ΨO、φEo、PIABS随着涝害胁迫时间的延长而逐渐降低,而φDo则逐渐升高。表明本试验中所涉及叶绿素荧光参数φPo、ΨO、φDo、φEo、PIABS均与茶树耐涝性相关,可作为判断茶树是否抗涝的指标。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1实验材料 3
1.2试验设计 3
1.2.1干旱试验设计4
1.2.2涝害试验设计4
1.3试验方法4
1.3.1干旱胁迫试验方法4
1.3.2涝害胁迫试验方法4
1.4数据处理与分析4
2结果与分析5
2.1干旱胁迫下叶绿素荧光参数的变化与分析5
2.2淹水胁迫下叶绿素荧光参数的变化与分析5
3讨论与结论7
3.1茶树耐旱性与其叶片叶绿素荧光参数的关系7
3.2茶树耐涝性与其叶片叶绿素荧光参数的关系7
3.3结论7
致谢8
参考文献8
水分胁迫对龙井长叶叶绿素荧光特性的影响
引言
随着全球气候渐渐恶劣,季节性干旱和涝害的现象在我国频繁发生。茶树是一种喜湿怕涝的多年生木本植物,水分胁迫是造成茶产业损失巨大的原因之一。水分胁迫包括干旱胁迫(水分亏缺)和水涝胁迫(洪涝),其中干旱造成的损失超过其他逆境造成的总和(Chen S Y,2000)。我国是一个地势广袤的国家,地区差异较大,南北降雨不均,且季节性差异明显,水分胁迫严重影响了茶叶的产值。<
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br /> 一 干旱胁迫及其对植物的危害
植物对水的需求具有一定限度,低于或超过这一限度都会对植物生长产生不利影响。水分过少时,植物无法正常生长发育,即发生了干旱胁迫;土壤水分大大超过植物需求时产生涝害,导致植物长势不好,甚至烂根死苗(赵可夫,2003)。其中,在干旱的环境条件下,植物的生理代谢受到抑制,不利于植物生长发育。对植物形态结构、抗氧化酶系统、膜脂过氧化作用、渗透调节作用等几个方面的负面影响颇为明显。光合作用影响植物的正常生长发育和生产力的高低,植物光合生理特性可作为评价植物适应性和生产力的重要指标(郭春芳等,2008)。对干旱环境下植物特性的研究,为充分合理的开发利用水资源,抗旱育种,提高水资源利用效率,发展高产、优质、高效农业提供了理论依据(张红萍等,2010)。
二 涝害胁迫及其对植物的危害
涝害胁迫也是现今大多数国家面临的重大自然灾害之一(蒋薇等,2010)。植物各项生理活动都离不开水,但土壤或大气水分大大超过植物需水量会破坏植物体内的水分平衡,不仅影响作物的生长发育,而且还会影响作物的分布和群体结构(王萍等,2007)。土壤受水淹后,抗涝性差的植物光合速率迅速下降。叶绿素含量下降,叶片早衰、脱落。土壤淹水起初主要是导致植物根系被淹,缺氧后引起气孔闭合。随着涝害胁迫的加深,引起羧化酶活性、叶绿素含量等指标降低,叶片也由此黄化脱落。水分胁迫下植物耐涝性的研究还需要不断深入,探究植物在各个水平上对涝害的响应,这样才能较好的解决水分胁迫的根源问题(王慜等,2013)。
三 植物叶绿素荧光动力学研究概况
1931年,Kautsky 第一次发现叶绿素荧光动力学现象,至今已有80余年的历史,但90年代才将叶绿素荧光动力学作为一种技术应用于光合作用的研究中(李晓等,2006)。叶绿素荧光动力学在测定时不需要损伤植物体,不用破坏器官组织细胞,这在目前检测植物体光合作用能力的技术中是极其少见的。目前这一技术已在大丽花(范苏鲁,2011)、辣椒(付秋实等,2009)、水稻(孙龙飞等,2013)、玉米(齐华等,2009)等植物中得到应用,这对于今后叶绿素荧光分析技术的深入广泛应用奠定了基础。
在逆境胁迫下,植物体光合作用反应过程中受到的影响在叶绿素荧光动力学中都能够体现出来,故叶绿素荧光在植物植物作用和逆境胁迫生理学等方面得到了广泛的应用。研究表明,多种逆境胁迫均对叶绿素荧光动力学产生影响,光抑制、低温胁迫、高温胁迫、水分胁迫、盐胁迫、营养胁迫、病虫害胁迫、环境污染胁迫等均可利用叶绿素荧光动力学来研究其对植物体的伤害(鲁松,2013;陈建明等,2006;郭春芳等,2006)。陈兵(2011)等人认为黄萎病使得棉叶光谱和叶绿素荧光特性有了一定变化。同样的也可利用叶绿素荧光动力学来进行增强植物抵御水分胁迫研究。
四 水分胁迫下茶树叶绿素荧光特性研究展望
茶树[Camellia Sinensis (L.) O. Kuntze]属山茶科山茶属多年生常绿木本植物,其分布中心和起源中心在中国的西南部。水分是决定着茶树产量和产值的关键因子。但是随着全球水资源日益匮乏,全球有三分之一以上的土地处于干旱和半干旱状态,其它地区在作物生长季节也会发生不同程度的干旱。我国华北、西北、内蒙古和青藏高原的绝大部分地区属于干旱、半干旱和半湿润易旱地区,约占全国土地面积的45%,为旱灾多发地区。这些地区经常出现季节性干旱、低温等引起的非生物逆境胁迫,从而造成春茶产量减少、品质下降和上市时间推后等问题,严重影响了春季名优茶的生产和经济效益(王小萍等,2014)。在这样一个大环境下,研究茶树水分胁迫下叶绿素荧光特性则显得十分必要且迫切。
近几年实验人员利用生理特性、光合性能、基因表达等试验进行茶树在抵御水分胁迫方面的研究,并取得了一定的进展。在水分胁迫对不同茶树品种光合作用研究中,唐劲驰(2014)等发现黄棪、金萱、英红九号、鸿雁12号、青心1号5个茶树品种应对不同水分胁迫程度其光合作用有显著差别。
本研究利用调制式叶绿素荧光分析仪研究了水分胁迫对茶树叶片叶绿素荧光特性的影响,旨在探讨水分胁迫对茶树叶片光合作用影响的作用机制,了解茶树的抗性机理。这样,不仅可为茶树的合理灌溉提供合理标准,而且可以为我国树园区的位置选择、灌溉设施的构建以及茶树规模化生产提供理论支持,更有利于选育优良茶树品种,为茶园的管理减轻负担。

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