细叶桢楠种子萌发生理特性及苗木抗旱性研究

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为了提高细叶桢楠种子萌发率和苗木的抗旱能力,解决细叶桢楠苗木培育过程中种子发芽率低、季节性干旱造成苗木受损的问题,本文以新鲜的细叶桢楠种子和两年生细叶桢楠苗木为试验材料,通过测定细叶桢楠种子基本特性、萌发生理特性和细叶桢楠苗木生长、光合、荧光、生理等指标来探究细叶桢楠种子休眠特性、低温层积下细叶桢楠种子生理响应、细叶桢楠苗木对干旱-复水的响应机制以及干旱胁迫下细叶桢楠苗木对亚精胺的响应机制,为保护和培育稀有珍贵阔叶树种提供科学依据。主要研究结果如下:(1)细叶桢楠种子种胚完整充满胚腔,且不存在透水障碍。但种皮限制了细叶桢楠种子气体交换,阻碍了种子萌发,且种子内含有萌发抑制物质,因此,细叶桢楠种子休眠属于生理休眠。低温层积可打破细叶桢楠种子的生理休眠。低温层积60 d的细叶桢楠种子在40 d内完成萌发,发芽率达到90.00%;GA3溶液处理细叶桢楠种子也可促进种子萌发,其中,900mg/L GA3的效果最佳,置床50d,发芽率达到67.50%。低温层积处理促进发芽的效果更好。(2)低温层积过程中,细叶桢楠种子内含物、酶系统、内源激素共同促进种子萌发。低温层积60 d后,细叶桢楠种子呼吸速率增强至层积0d的4.13倍。种子内淀粉酶活性较层积0d提高了 86.49%,淀粉被不断水解成可溶性糖,为种子萌发提供了呼吸基质和能量。抗氧化酶POD活性升高,使呼吸作用的磷酸戊糖途径处于相对优势的地位,有利于能量的有效利用,同时,CAT活性、SOD活性提高能有效清除种子萌发过程中产生的活性氧,保护了细叶桢楠种子细胞结构。低温层积60 d后,萌发抑制物ABA降低了 49.90%,萌发促进物GA3、IAA、ZR分别是层积0d的2.10倍、2.00倍、1.25倍。(3)细叶桢楠苗木在干旱胁迫下其生长状况、光合作用、光化学活性、生理活动均受到了抑制作用,其中,重度干旱胁迫下细叶桢楠苗木受到的抑制作用最大。在干旱胁迫下,细叶桢楠苗木苗高生长、地径生长、生物量积累均受到了抑制,苗木地上部分生长减缓,重度胁迫处理组的根冠比较对照增加了 1 1.76%;细叶桢楠苗木的光合作用受到了显著抑制,Pn、Tr、Cond、WUE显著降低,Ls显著增加;同时,苗木通过热能的耗散来保护自身,从而维持光合作用的强度,Fm、Fv/Fm、qP、Y(Ⅱ)、ETR持续减小,Fo、Y(NPQ)逐渐增加;渗透调节物质SS、SP、Pro含量快速积累,以维持渗透平衡,MDA含量逐渐增加,苗木膜系统受干旱胁迫损害,抗氧化酶SOD前期活性升高,以减弱自由基带来的伤害,后期SOD活性降低,苗木生理功能发生紊乱,叶绿素含量先升高后下降,叶绿体结构逐渐被破坏。(4)细叶桢楠苗木具有良好的抗旱能力与恢复能力,轻度干旱胁迫下苗木的抗旱能力与恢复能力最好。各干旱胁迫程度的细叶桢楠苗木Pn、Tr、Cond、WUE、Ls均能逐渐恢复,在复水后期与对照组仍存在差异;但各干旱胁迫程度的细叶桢楠苗木Fo、Fm、Fv/Fm能够在复水初期快速恢复至对照水平,qP、Y(Ⅱ)、ETR、Y(NPQ)在复水后期与对照组差异不大;轻度胁迫的细叶桢楠苗木MDA含量、SOD活性、SS含量、SP含量、Pro含量、叶绿素含量在复水后期均能恢复至对照水平,但在中度胁迫和重度胁迫下的细叶桢楠苗木部分生理指标仍与对照存在差异。(5)喷施亚精胺能够缓释干旱胁迫对细叶桢楠苗木的伤害,其中,喷施浓度为10mg/L亚精胺的细叶桢楠苗木抗旱性最好。亚精胺能够帮助苗木较好地维持地上部分生物量的积累,其中,喷施浓度为10mg/L亚精胺的细叶桢楠苗木生长状况最好,其苗高增量、地径增量、叶生物量、茎生物量、根生物量、总生物量较对照增加了 22.59%、66.67%、5.35%、6.08%、2.22%、4.15%;同时,亚精胺能够较好地维持细叶桢楠苗木的光合作用和叶绿素荧光,喷施亚精胺溶液的细叶桢楠苗木各光合指标和荧光指标的变化幅度较小;在亚精胺作用下,苗木MDA积累量减小和SOD活性变化幅度较小,较高地维持了活性氧代谢平衡及膜系统结构,同时,叶绿素含量的变化幅度较小,SS、SP、Pro累积减慢,更好地维持了苗木渗透平衡。
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