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毛白杨幼苗受旱造成的具体影响有哪些
 
杨树在中国的分布很广,从新疆到东部沿海,北起黑龙江、内蒙古,南至长江流域都有分布。尤其近10年来,中国杨树造林面积不断扩大,已成为世界上杨树人工林面积最大的国家。杨树是中国著名的传统树种之一,在华北地区更有着重要的位置,目前,关于杨树的繁殖培育生理习性的研究已经非常成熟,关于杨树抗旱性的研究也有了很多的探索[1-4],本试验着重研究毛白杨幼苗在干旱胁迫条件下叶片的生理指标的变化,以探索干旱胁迫对毛白杨生长发育的影响。

  1 材料和方法

  1.1材料

  试验材料为1年生的长势相同的杨树幼苗,洗净后置于培养液中。模拟自然光控制光照。培养10 d后进行试验。

  1.2 方法

  1.2.1 试验处理取在培养液中培养10 d的1年生苗分别置于附加PEG-6000浓度为10%,20%,30%的培养液中模拟干旱胁迫处理48 h,采集新鲜叶片进行相关指标的测定,重复4次。对照不加PEG-6000,其它培养条件相同(PEG可通过影响植物根系吸水而起到模拟干旱的效果)[5]。

  1.2.2 生理生化指标测定叶片相对含水量参考张志良[6]的方法测定;过氧化物酶(POD)活性测定采用采用愈创木酚法,脯氨酸(Pro)的测定采用酸性茚三酮法。

  2结果与分析

  2.1 干旱胁迫对毛白杨叶片相对含水量的影响

  叶片含水量反映了植物体赖以生存的水分状况[7]。由图1可知,对叶片进行不同程度的模拟干旱胁迫处理,在48 h中,叶片的相对含水量变化呈现出不同的规律。对照组(没有进行干旱胁迫处理)的叶片相对含水量较为稳定,由设定的5个时间监测点的数据可知,叶片的相对含水量平均值为82.8%,且整个过程含水量没有大的起伏。在其余3组中,叶片相对含水量在48 h中均出现了持续下降的趋势。其中,下降趋势最为明显的是PEG-6000浓度为30%的试验组,其次为PEG-6000浓度为20%的试验组,下降最不明显的为PEG-6000浓度为10%的试验组。可见,随着干旱程度的加剧,细胞失水状况明显,对毛白杨幼苗的生长发育有着一定程度的影响。

  2.2 模拟干旱胁迫对毛白杨叶片中POD活性的影响

  由图2可知,空白对照组的POD的活性较为稳定,但3种干旱胁迫条件下,叶片的POD活性较之对照组均出现了明显的上升。其中,PEG-6000浓度为20%的试验组上升的最为明显。这表明,干旱胁迫下杨树幼苗清除过氧化氢的能力显著提高。POD是毛白杨体内有效的活性氧自由基清除系统,它能催化过氧化氢氧化酚类的反应,在毛白杨幼苗呼吸代谢中起到重要作用。因此,POD活性是反映毛白杨抗氧化能力的指标之一。

  2.3 模拟干旱胁迫对毛白杨叶片Pro含量的影响

  由图3可知,空白对照组在48 h中,Pro含量基本变化不大,但3种模拟干旱胁迫下,叶片内的Pro含量均出现了显著的上升。干旱胁迫下,植物体内Pro大量积累已有许多报道。Pro是植物高蛋白组分之一,以游离状态存在于植物体中,是一种渗透调节物质,干旱条件下大量积累。因此,Pro含量的增加可间接说明植物受到了干旱胁迫的影响。

  3讨 论

  叶片相对含水量则反映了植物体内赖以生存的水分状况[8],随着高温胁迫程度的加剧,毛白杨幼苗细胞膜脂过氧化程度和破坏程度增加,同时细胞失水也越来越严重。相对较高的叶片含水量可以有效地保持叶绿体结构和PSⅡ功能,使植物进行有效光合作用。试验发现,干旱胁迫对毛白杨幼苗叶片相对含水量的影响明显,说明干旱可影响毛白杨叶片的活性。POD是重要的活性氧去除物质,POD的增加说明干旱胁迫下叶片内出现了过氧化氢的大量积累。

  Pro存在于原生质中,它是由谷氨酸通过吡咯啉-5-羧酸形成的,它在抗逆中的主要作用有两点:一是作为渗透调节物质保持原生质与环境的渗透平衡防止水分散失;二是与蛋白质相互作用增加蛋白质的可溶性和减少可溶性

  蛋白的沉淀,增强蛋白质和蛋白质间的水合作用,从而保持细胞膜结构的完整性[7]。此外,Rashmi等指出,干旱胁迫下Pro还可以保护细胞质内许多酶免受伤害,这种植物通过Pro钝化一定程度的酶的方式是一种很有效的自我保护机制。但也有人认为干旱胁迫下一些植物细胞内Pro的累积并不是一种积极有效的适应机制,而是干旱胁迫造成伤害的结果[8]。造成的这种差异可能与植物种类或胁迫程度有关[9]。

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