四种锦鸡儿光合特征及抗旱性研究

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锦鸡儿通常作为干旱和荒漠地带较为典型的灌木,起防风固沙、水土保持、改善土壤结构等作用,对荒漠区的生态环境的建设与恢复有着重要意义。在本研究中选取四种典型锦鸡儿:柠条锦鸡儿(Caragana.korshinskii.)、刺叶锦鸡儿(Caragana.acanthophylla.)、中间锦鸡儿(Caragana.intermedia.)和红花锦鸡儿(Caragana.rosea.)的叶片为试验材料,分别从光合特征、生理代谢、生化反应等多个角度,对锦鸡儿属种间的抗旱机理显著性分析,采用计算隶属函数值的方法,得出结果如下:(1)柠条、刺叶、红花锦鸡儿净光合速率、蒸腾速率日变化为双峰曲线,中间锦鸡儿净光合速率、蒸腾速率日变化为单峰曲线。光饱和点(LSP)中间最高,红花锦鸡儿LSP最低分别1798.95和1586.81μmol·m-2·s-1,光补偿点(LCP)最高的是柠条锦鸡儿为51.76μmol·m-2·s-1;最低的是刺叶锦鸡儿36.76μmol·m-2·s-1,表观量子效率(AQY)刺叶为0.08、柠条为0.05,最大净光合速率(Pnmax)刺叶锦鸡儿最大,柠条锦鸡儿最低分别为24.74、10.82μmol·m-2·s-1,故光强对四种锦鸡儿综合影响顺序为:刺叶>柠条>中间>红花。相对湿度是控制柠条锦鸡儿净光合速率的主要因子,刺叶、中间、红花锦鸡儿主要由空气CO2浓度控制净光合速率。(2)在干旱胁迫下,四种锦鸡儿的生理生化指标中可以在各个方面反映不同的抗旱能力。其中叶片含水量、相对含水量和叶片水势,随着干旱程度递增,其数值增高。综合叶片水分的六项指标得出,柠条锦鸡儿的抗旱能力最强,其次为刺叶和中间锦鸡儿,红花锦鸡儿抗旱能力最弱。(3)对不同锦鸡儿叶片中的RWC、WSD、WP、叶绿素、游离Pro、SOD、POD和MDA的含量差异性比较:其中以脯氨酸和可溶性蛋白含量的高低来判断四种的抗旱性顺序为:刺叶>中间>柠条>红花;以MDA判断四种锦鸡儿抗旱性顺序为:柠条>中间>刺叶>红花。SOD对柠条锦鸡儿和中间锦鸡儿影响较大,对刺叶锦鸡儿和红花锦鸡儿影响较小,POD和CAT在强干旱环境下,对锦鸡儿作用不明显。按SOD、POD和CAT的作用来判断四种锦鸡儿的抗旱性的顺序结果为:柠条>中间>刺叶>红花。(4)利用模糊数学中的隶属函数法,结合干旱胁迫中光合、叶绿素、水分含量、膜系统酶活性等16个抗旱指标作为依据,得出四种锦鸡儿抗旱性由强到弱的顺序为柠条>刺叶>中间>红花。运用灰色关联法,对16项抗旱指标的关联度进行计算,得出:WUE>VA/VS>SOD>Pro>叶片含水量>POD>WP>RWC>MDA>WSD>Pn>可溶性蛋白>Chl(a/b)>POD>CAT>Chl(a+b),可以将叶片含水量、VA/VS、SOD、Pro和WUE设为锦鸡儿抗旱评价的重要指标。
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