CN110476633A - 一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法 - Google Patents

一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法 Download PDF

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何立平
余敏芬
郑炳祥
王晓飞
李东宾
何漪
袁虎威
闫道良
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    • A01G7/00—Botany in general

Abstract

本发明提出了一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，包括以下步骤：选取2个北美冬青品种2年生扦插苗，在温室大棚中缓苗2个月；选择2个品种北美冬青扦插苗各18株，每个品种分成两组，一组喷施褪黑素，另一组则喷施等量清水；然后同时进行相同的干旱胁迫处理；在处理后的第0、7、30天采集新鲜叶片，放到液氮中速冻，保存于‑80℃超低温冰箱中；随机选取枝条中部叶片，测定北美冬青叶片的净光合速率、气孔导度；通过施加外源褪黑素处理，对比分析了褪黑素对干旱胁迫下北美冬青品种扦插苗光合能力的影响。研究结果可为探究北美冬青对干旱胁迫响应的生理机制以及提高北美冬青抗旱性的措施，北美冬青向干旱地区推广奠定理论基础。

Description

一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法
【技术领域】
本发明涉及干旱胁迫下北美冬青生长研究的技术领域，特别是一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法。
【背景技术】
干旱是影响植物生存、生长和分布的重要环境胁迫因子，其在区域尺度上的影响范围越来越大。植物缺乏正常生长和发育所需的充足水分时，会产生一系列的生理生化变化，如生物量减少、叶片含水量及水势下降等，褪黑素作为一种新近发现的植物生长调节物质，在植物体内可清除活性氧和活性氮，它的生理作用与其类似于生长素(IAA)的分子结构密切相关。
北美冬青(Ilex verticillata)又名轮生冬青，是冬青科冬青属的一种落叶灌木，植株须根系，喜温暖湿润环境，耐湿性、抗寒性强，常以扦插的方式繁殖。当前，对北美冬青抗旱性相关研究较少，限制了其在干旱地区的推广应用，现提出一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，可为探究北美冬青对干旱胁迫响应的生理机制以及提高北美冬青抗旱性的措施，北美冬青向干旱地区推广奠定理论基础。
为实现上述目的，本发明提出了一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，包括以下步骤：
S1.材料选择：选取生长一致的2个北美冬青品种2年生扦插苗，三月下旬将苗木全部移栽到同一规格塑料盆中，移栽后的苗木在温室大棚中缓苗2个月，生长过程中保持正常土壤田间持水量的80％-85％进行日常浇水，不施肥；
S2.褪黑素处理：在六月中旬选择健康、长势一致的2个品种北美冬青扦插苗各18株，每个品种随机分成两组，每组各9株，其中一组喷施褪黑素，另一组则喷施等量清水作为对照；
S3.干旱胁迫处理：待褪黑素处理结束之后两组同时进行相同的干旱胁迫处理，均设置3个水平，每个水平处理3株北美冬青，其土壤相对含水量分别为田间最大持水量的80-85％(正常供水)、50-55％(中度干旱)和35-40％(重度干旱)；
S4.采样保存：当土壤相对含水量达到相应的干旱胁迫条件时记为实验采样的第0天，在处理后的第0、7、30天采集新鲜叶片，放到液氮中速冻，保存于-80℃超低温冰箱中用于后续实验的指标测定；
S5.测定指标：在晴朗的上午9:00-11:00内随机选取生势良好，叶龄一致的枝条中部叶片，测定北美冬青叶片的净光合速率、气孔导度，每株重复10次，取平均值，采用植物营养测定仪对每一处理的北美冬青植株各取植株顶部向下第4-5片功能叶测定总叶绿素含量并记录；
S6.数据处理与分析：采用Excel进行数据处理分析，SPSS19.0软件进行方差分析和Duncan多重比较，用SigmaPlot 12.5软件作图，对测定的数据进行整理并分析。
作为优选，所述S1中的塑料盆选取的规格为：口径16cm，深度15cm，并且每盆内定植1株，每盆装栽培土壤1.7kg，由田园土和营养基质按3:1混匀而成。
作为优选，所述S1中以Ilex verticillata‘Oosterwijk’和Ilex verticillata‘Apollo’2个北美冬青品种为材料。
作为优选，所述S2中为避免强光对褪黑素的影响，外源褪黑素处理时每2天于傍晚17:30喷施一次100μmol·L-1褪黑素，共喷3次，喷施以叶片、叶背沾湿不滴落为度。
作为优选，所述S3中干旱胁迫处理通过自然干旱至设定土壤相对含水量范围，每天于早上7:30和傍晚17:30采用称重法补水控水并记录。
作为优选，所述S5中采用美国LI-COR公司生产的Li-6400XT便携式光合测定系统测定北美冬青叶片的净光合速率、气孔导度。
本发明的有益效果：本发明通过测定2个不同北美冬青品种(Ilex verticillata‘Oosterwijk’和Ilex verticillata‘Apollo’)在干旱胁迫下的表型及生理生化指标，揭示了北美冬青的抗旱潜力；同时，通过施加外源褪黑素处理，对比分析了褪黑素对干旱胁迫下北美冬青品种扦插苗光合能力的影响。研究结果可为探究北美冬青对干旱胁迫响应的生理机制以及提高北美冬青抗旱性的措施，北美冬青向干旱地区推广奠定理论基础。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是褪黑素对干旱胁迫下2个北美冬青品种扦插苗光合能力的影响的示意图；
CK表示正常水分、N1表示中度干旱、N2表示重度干旱。CK+MT表示MT和正常水分复合处理、N1+MT表示MT和中度干旱复合处理、N2+MT表示MT和重度干旱复合处理，沿横坐标方向自左至右依次为CK、N1、N2、CK+MT、N1+MT、N2+MT；A，C，E为Oosterwijk的指标变化，B，D，F为Apollo的指标变化；不同字母表示同一天数的所有处理间在P＜0.05水平上差异显著。
【具体实施方式】
参阅图1本发明一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，包括以下步骤：
步骤一：实验材料与处理
供试材料为生长一致的2个北美冬青品种Ilex verticillata‘Oosterwijk’(Oosterwijk)和Ilex verticillata‘Apollo’(Apollo)2年生扦插苗。3月下旬将苗木全部移栽到口径16cm，深度15cm的同一规格塑料盆中，每盆内定植1株。每盆装栽培土壤1.7kg，由田园土和营养基质按3:1混匀而成。移栽后的苗木在温室大棚中缓苗2个月，生长过程中保持正常土壤田间持水量的80％-85％进行日常浇水，不施肥。
当年的6月中旬选择健康、长势一致的2个品种北美冬青扦插苗各18株，每个品种随机分成两组(各9株)，其中一组喷施褪黑素，另一组则喷施等量清水(作为对照)，为避免强光对褪黑素的影响，外源褪黑素处理时每2天于17:30喷施一次100μmol·L-1褪黑素(浓度通过预实验确定)，共喷3次，喷施以叶片、叶背沾湿不滴落为度。待褪黑素处理结束之后两组同时进行相同的干旱胁迫处理，均设置3个水平，每个水平处理3株北美冬青，其土壤相对含水量分别为田间最大持水量的80-85％(正常供水)、50-55％(中度干旱)和35-40％(重度干旱)。干旱胁迫处理通过自然干旱至设定土壤相对含水量范围，每天于早上7:30和傍晚17:30采用称重法补水控水并记录。喷施清水和褪黑素组分别记为CK、N1、N2和CK+MT、N1+MT、N2+MT。当土壤相对含水量达到相应的干旱胁迫条件时为本实验采样的第0天。在处理后的第0、7、30天采集新鲜叶片，放到液氮中速冻，保存于-80℃超低温冰箱中用于后续实验的指标测定。
步骤二：测定指标与方法
在晴朗的上午9:00-11:00内随机选取生势良好，叶龄一致的枝条中部叶片，采用美国LI-COR公司生产的Li-6400XT便携式光合测定系统测定北美冬青叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)，每株重复10次，取平均值，采用植物营养测定仪(TYS-3N)对每一处理的北美冬青植株各取植株顶部向下第4-5片功能叶测定总叶绿素含量并记录。
步骤三：数据处理与分析
采用Excel进行数据处理分析，SPSS19.0软件进行方差分析和Duncan多重比较，用SigmaPlot 12.5软件作图。
参阅图1，褪黑素对干旱胁迫条件下2个北美冬青品种扦插苗光合能力的影响的结果与分析：
对光合相关指标的测定发现，干旱胁迫30d时，未施加褪黑素(MT)的2个品种北美冬青叶片的叶绿素含量随着干旱程度的增加逐渐降低，施加MT后叶绿素含量降低的幅度减小，说明施加MT在一定程度上缓解了干旱胁迫对叶绿素含量的影响(图1-A，B)。在处理30d时，Apollo品种叶片气孔导度(Gs)随着干旱胁迫程度的加剧而逐渐降低，N1+MT组的Gs比N1组高，N2+MT组的Gs比N2组低(图1-D)，说明MT处理对干旱胁迫条件下北美冬青叶片Gs的影响与胁迫程度相关。处理30d时，2个品种叶片净光合速率(Pn)随着干旱胁迫程度的增加逐渐降低，Apollo品种N1、N2组的Pn较对照组(CK)分别降低了33.3％和39.8％，N2+MT组的Pn较N2组降低了11.6％，N1+MT组的Pn比N1组提高了28.7％(图1-F)，因此，干旱胁迫抑制了北美冬青叶片的光合作用，褪黑素对干旱胁迫下北美冬青叶片光合作用的影响受干旱胁迫程度的制约。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.材料选择：选取生长一致的2个北美冬青品种2年生扦插苗，三月下旬将苗木全部移栽到同一规格塑料盆中，移栽后的苗木在温室大棚中缓苗2个月，生长过程中保持正常土壤田间持水量的80％-85％进行日常浇水，不施肥；
S2.褪黑素处理：在六月中旬选择健康、长势一致的2个品种北美冬青扦插苗各18株，每个品种随机分成两组，每组各9株，其中一组喷施褪黑素，另一组则喷施等量清水作为对照；
S3.干旱胁迫处理：待褪黑素处理结束之后两组同时进行相同的干旱胁迫处理，均设置3个水平，每个水平处理3株北美冬青，其土壤相对含水量分别为田间最大持水量的80-85％、50-55％和35-40％；
S4.采样保存：当土壤相对含水量达到相应的干旱胁迫条件时记为实验采样的第0天，在处理后的第0、7、30天采集新鲜叶片，放到液氮中速冻，保存于-80℃超低温冰箱中用于后续实验的指标测定；
S5.测定指标：在晴朗的上午9:00-11:00内随机选取生势良好，叶龄一致的枝条中部叶片，测定北美冬青叶片的净光合速率、气孔导度，每株重复10次，取平均值，采用植物营养测定仪对每一处理的北美冬青植株各取植株顶部向下第4-5片功能叶测定总叶绿素含量并记录；
S6.数据处理与分析：采用Excel进行数据处理分析，SPSS19.0软件进行方差分析和Duncan多重比较，用SigmaPlot 12.5软件作图，对测定的数据进行整理并分析。
2.如权利要求1所述的一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，其特征在于：所述S1中的塑料盆选取的规格为：口径16cm，深度15cm，并且每盆内定植1株，每盆装栽培土壤1.7kg，由田园土和营养基质按3:1混匀而成。
3.如权利要求1所述的一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，其特征在于：所述S2中为避免强光对褪黑素的影响，外源褪黑素处理时每2天于傍晚17:30喷施一次100μmol·L-1褪黑素，共喷3次，喷施以叶片、叶背沾湿不滴落为度。
4.如权利要求1所述的一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，其特征在于：所述S3中干旱胁迫处理通过自然干旱至设定土壤相对含水量范围，每天于早上7:30和傍晚17:30采用称重法补水控水并记录。
5.如权利要求1所述的一种褪黑素提高干旱胁迫下北美冬青光合能力的研究方法，其特征在于：所述S5中采用美国LI-COR公司生产的Li-6400XT便携式光合测定系统测定北美冬青叶片的净光合速率、气孔导度。
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