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外源24表油菜素内酯对高温与弱光胁迫下紫花苜蓿光合色素含量与光合特性的影响【字数:9252】

2024-02-25 11:52编辑: www.jxszl.com景先生毕设
采用模拟遮荫试验,研究高温与弱光胁迫下不同浓度的2,4表油菜素内酯对紫花苜蓿的生长特性、形态特征、光合色素和光响应曲线的变化及其作用机理。结果表明越夏期模拟遮荫条件下,紫花苜蓿冠层的PAR和R/FR极显著下降;红光和紫光波段所占比例明显下降,绿光波段所占比例明显上升。随遮荫强度增加,紫花苜蓿株高和叶面积在EBR处理下明显先上升后下降,茎节数和壮苗指数明显下降,L1下各处理间差异显著;各处理间单株生物量均明显下降,根重比明显下降,叶重比明显上升,叶重比在L1下各EBR处理明显高于对照。与对照相比,不同EBR浓度处理下,紫花苜蓿大部分节间长和夹角明显增加,茎粗降幅小于对照。越夏期遮荫条件下,1mg/l处理下,紫花苜蓿叶绿素a,b和胡萝卜素均呈明显上升趋势,其它处理升幅不明显。T检验和方差分析结果表明,越夏期遮荫条件下,不同外源2,4表油菜素内酯浓度处理均可明显降低GS和Tr,显著增加CE。与L0相比,1mg/l处理下,Pn和Pnmax降幅不明显,Tleaf略低于L0,但明显低于其它处理。遮荫条件下,不同EBR浓度处理均能明显增加紫花苜蓿AQE和明显降低LCP;0.1mg/l处理下,LSP无明显下降。与L0相比,遮荫条件下1mg/l处理净光合产量增加速度最快,达到最大净光合产量时,1mg/l与L0具有相同的最大值。综合上述研究结果,越夏期轻度遮荫条件(L1)下,外源喷施EBR可调节紫花苜蓿植株光合器官的可塑性,促进光合色素的合成,提高其光合效率,从而缓解高温和弱光对紫花苜蓿的胁迫作用。研究结果初步表明,越夏期轻度遮荫条件下,外源喷施1mg/l EBR为促进紫花苜蓿生长的最适浓度。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1材料与方法 3
1.1试验材料 3
1.2试验地区概况 3
1.3试验设计 3
1.4参数测定 3
1.4.1紫花苜蓿冠层光谱的测定 3
1.4.2紫花苜蓿形态特征的测定 3
1.4.3光合色素含量的测定 4
1.4.4光合光响应曲线的测定 4
1.4.5叶片光合特性的测定 4
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.5数据分析 4
2结果与分析 5
2.1越夏期遮荫与外源24油菜素内酯处理下紫花苜蓿冠层的光谱组成 5
2.2越夏期遮荫和外源24油菜素内酯处理下紫花苜蓿形态特征与生长特性的变化 6
2.3越夏期遮荫和外源24油菜素内酯处理下紫花苜蓿光合色素的变化 11
2.4越夏期遮荫及外源24油菜素内酯处理下紫花苜蓿光响应曲线的变化 12
3讨论 14
4小结 15
致谢 16
参考文献 17
外源2,4表油菜素内酯对高温与弱光胁迫下紫花苜蓿光合色素含量与光合特性的影响
引言
引言
近年来,由于我国农区养殖业的快速发展,家畜对饲草及其产品的需求急剧增加[1]。然而,由于我国农区土地资源不足,且大多用来种植粮食作物,因此用来种植饲草的土地就显得尤为缺乏。如何在有限的土地上,提高牧草的产量,已成为畜牧业工作者的工作重点之一。随着我国农业生产结构的变化,间作和套种的实行,土地资源的压力在一定程度上得以缓解,牧草产量也随之提高,牧草产量也因此得以提高。素有“牧草之王”美誉的紫花苜蓿因其高产,适应性强,蛋白质含量高,具有良好的适口性和很强的固氮能力,并具有一定的耐荫性[2],已成为我国大部分农区林草/粮草间作套种的首选牧草。然而,大量研究表明,间作套种时下层植被常受到上层植被的遮蔽作用而表现出避荫反应,即下层植被会出现分枝减少、节间伸长、提前开花等现象,以增加对有限光资源的吸收,从而影响下层植物的生长和降低其生物量。紫花苜蓿与林粮进行间作套种时,由于上层植被的遮蔽,其冠层光强减弱,光质也发生变化,也会产生避荫反应,呈现出茎秆细弱易倒伏、分枝减少、生长速率下降等现象。此外,在我国南北过渡地区,间作套种紫花苜蓿还会面临高温和弱光的共同胁迫,加剧紫花苜蓿的减产,这对畜牧产业极为不利。
油菜素内酯属于甾醇类,被称为植物中的天然生长调节剂。它对植物生长发育的影响贯穿于植物生命周期的始终,例如促进细胞伸长、分裂与分化,以及生殖生长等过程。据研究表明,油菜素内酯的重要作用之一体现在它能够增强植物的抗逆性,通过改变植物生理生化过程,使植物免于遭受干旱、盐碱、高温等胁迫[3-4]。
高温对植物的影响主要体现在降低植物的光合速率[5],越来越多的研究表明,高温胁迫时,向植物喷施油菜素内酯,可以缓解胁迫。有研究发现,外源2,4表油菜素内酯(EBR)能够保护植物光合器官,增大气孔导度、降低蒸腾速率 [6]油菜素处理小麦等作物,其净光合速率、蒸腾速率等都显著提高 [7];油菜素内酯处理的甘蓝,生长得到促进,根长、株高、鲜重等都有显著的提高 [8]。此外,弱光条件下,向植物喷施外源2,4表油菜素内酯(EBR),可以显著提高叶面积、叶片干重、茎叶夹角等,这表明,在弱光下,外源喷施EBR使植物发生了一系列的生理生化变化,从而引起了叶片形态的改变 [9]。研究表明,弱光下,施加EBR可以改善植物的光合性能 [10],同时减小植物气孔密度和叶片厚度 [11],即外源2,4表油菜素内酯可能通过改变叶片结构和光合性能来调节植物的光合作用。因此,EBR有利于在高温和弱光的胁迫下,提高植物光合速率,改善植物光合性能。此外,有研究发现,人工合成油菜素内酯可以降低水果蔬菜农药残留问题,确保生产出优质高产的作物 [12]。
目前为止,对油菜素内酯功能的研究,主要集中在园艺植物中,大多数研究园艺植物生理生化以及光合特性的改变,而对牧草领域油菜素内酯功能的研究鲜有报道。据此,本课题在已有的研究基础上,采用模拟遮荫的方法,研究高温和弱光胁迫下,用外源2,4表油菜素内酯处理的紫花苜蓿光合色素含量和光合特性的变化,以探讨外源2,4表油菜素内酯缓解紫花苜蓿高温和弱光胁迫的可行性,为紫花苜蓿在我国南北气候地区间作套种生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1试验材料
本实验所用的材料是“吉利”紫花苜蓿品种,秋眠级为6级,是近些年来国外育成生长性能较好的一个品种。
1.2 试验地区概况
试验地区位于江苏省南京市溧水区大学白马实验基地网室大棚。南京市溧水区地处亚热带与温带季风气候的过渡区,四季分明,日照充足,年平均气温在1316℃,其中最冷月为一月,最热月为七月,七月份为最热月。在实行本次实验时,从78月试验区日平均温度为33℃,最高温度为37℃。
1.3 试验设计
2018年3月,搭建3个规格为 3 m×4.5 m×6m的遮阳棚。遮荫梯度使用绿色遮阳网叠加设置,遮阳棚四面遮阳网距离地面50 cm,保持遮阳棚之内顺畅通风。设置一层遮阳网(光强为全光照的 42.00±0.02%)和两层遮阳网(光强为全光照的25.73± 0.01%)两个遮荫梯度,并分别记作 L1和L2。全光照为对照,记作L0。
2018年5月上旬,在塑料花盆(规格为高25cm,直径20cm)里播种所收集到的紫花苜蓿种子,土壤基质为蛭石:珍珠岩=2:1,每盆施用有机肥30g,放置于全光照条件下育苗。苗长到34cm时,间苗,每盆留下5株长势优良并且分布均匀的幼苗。6月中旬进行遮荫处理并进行第一次24油菜素内酯的叶面喷施,每隔一天喷施一次,共三次。设置三个不同浓度外源2,4表油菜素内酯作为处理组,分别为0.01mg/L、0.1 mg/L和1 mg/L,以喷施蒸馏水为对照组,每种处理设置6个重复,共54盆,将花盆按照随机区组设计放置于遮阳棚的中央,并定期交换各个花盆的位置,从而消除边缘影响,进行常规的水肥管理。

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