芜菁种质资源苗期抗旱性评价及其应对干旱胁迫的生理响应
随着全球水资源匮乏,使得干旱已经成为制约植物生长的重要因素,而新疆位于西北的极干旱地带且芜菁主要的栽培季节是在秋冬季,降雨量少,故干旱会对其生长和产量造成严重的影响。因此筛选芜菁抗旱资源,揭示芜菁干旱的响应机制具有重要意义。选用42份芜菁种质资源为试验材料,采取盆栽室内自然干旱法,通过测定其苗期生长和生理指标,进行抗旱性综合评价,筛选出抗旱型和干旱敏感型芜菁资源。并对筛选出的两份芜菁资源进行0d、4d、7d、10d的自然干旱处理以及复水2天处理,测定其光合荧光、气孔和渗透调节物质及其抗氧化相关的物质与抗氧化酶,探究芜菁苗期对干旱胁迫的生理响应。（1）筛选出了5份芜菁苗期抗旱型资源,25份芜菁苗期中等抗旱型资源和12份芜菁苗期干旱敏感型资源。其中“WJC129”芜菁苗期抗旱性最强,“WJC120”苗期对干旱反应最为敏感。并经过回归分析法得出了一个可以初步对芜菁苗期抗旱能力进行预测的逐步回归方程:Y=-0.035+0.288X1+0.077X2+0.132X3+0.011X4+0.336X5。同时筛选出脯氨酸、丙二醛、茎粗、和根冠比可以用于芜菁苗期抗旱性评价的主要指标。（2）干旱胁迫改变芜菁苗期植株外观形态、降低芜菁叶片水势及相对含水量、使其叶绿素含量及光合荧光参数下降、细胞活性氧含量增加导致叶片细胞膜结构受损。当土壤含水量降低至54.56%时,干旱敏感型WJC120芜菁开始受到干旱胁迫。土壤含水量达到28.71%时,抗旱型WJC129刚表现出旱害症状。而土壤含水量降低到10.95%,WJC120芜菁心叶受损和趋向于死亡,而WJC129心叶并未受严重损伤且复水2d后可恢复正常生长。干旱胁迫下,抗旱型芜菁WJC129的叶片水势及相对含水量、叶绿素含量、净光合速率和最大光化学效率大于干旱敏感型WJC120。干旱敏感型WJC120的叶绿体结构受到破坏,受到严重光抑制,且其叶片细胞膜受损程度大于抗旱型资源WJC129。（3）芜菁WJC129具有抗旱植物的外观特征,其叶片相对较小和株型矮小,可减少耗水量及蒸腾量。芜菁可调节气孔特征值来减少蒸腾、增加渗透调节物质含量、提高抗氧化酶活性以及ASAGSH循环中相关物质和酶的相互作用来抵御干旱。抗旱型WJC129的气孔调节能力强于WJC120,与WJC120相比,WJC129可通过表面附有的蜡质层来减少水分散失,从而增加抗旱性。当受到干旱胁迫时,干旱敏感型WJC120的渗透调节物质在第7d先出现峰值后下降。抗旱型WJC129在干旱第10d的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均高于WJC120。且抗旱型WJC129的SOD和CAT活性较高,而干旱敏感型WJC120的POD活性较高。抗旱型WJC129的ASA含量显著高于WJC120,并随着干旱天数增加,WJC129的APX的活性显著增加。而WJC120的APX活性无明显变化,但其MDHAR活性显著高于WJC129。表明WJC129芜菁的渗透调节和抗氧化调节能力强于WIC120。
- 作者：
- 高亚宁
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2023年
- 导师姓名：
- 轩正英；阿依买木·沙吾提
- 中图分类号：
- S631.3
- 关键词：
- 芜菁；苗期；干旱胁迫；综合性评价；生理响应
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- 基金项目：
- 塔里木大学校长基金科技攻关重点项目“芜菁种质资源创新与新品种选育研究”（项目编号:TDZKGG201603）课题主持人:轩正英教授（塔里木大学）%塔里木大学校长基金自然科学类一般项目“芜菁抗旱性评价、基因发掘与抗旱机制研究”（项目编号:TDZKYB202301）课题主持人:马国财高级实验师（塔里木大学）%塔里木大学校长基金自然科学项目“南疆特色蔬菜种质资源库建设”（项目编号:TDZKKY202101）课题主持人:阿依买木·沙吾提副教授（塔里木大学）