干旱脅迫下棉花葉片光合特性的適應機制研究.pdf

1、干旱適應性是植物對干旱脅迫的一種生理響應機制，而不同的植物對脅迫的敏感度不同，形成不同的干旱適應性機制。棉花作為一種耐旱性較強的作物，具有獨特的適應干旱環(huán)境的特性。新疆作為我國重要的棉花生產基地，農業(yè)生產完全依賴灌溉，因此研究棉花光合作用的干旱適應性機制，揭示棉花的高效用水機制，對探討棉花節(jié)水栽培具有重要的意義。本文以棉花品種新陸早45號為試驗材料，在人工氣候室內培養(yǎng)棉株，通過特定的干旱處理方式，獲得對照（正常灌溉）處理、產生干旱適應性

2、處理和未產生干旱適應性處理的棉株。通過研究葉片碳同化、熒光參數、光合色素含量、碳氮比、抗氧化酶系和細胞結構以及氣孔特性的變化，分析干旱脅迫下棉花形成干旱適應性的各種生理生化反應，揭示棉花形成表型干旱適應性的生理機制，研究結果為棉花的有限灌溉技術和抗旱性品種選育提供思路和參考依據。本研究主要內容包括：
　?、艦榱私沂久藁ㄐ纬筛珊颠m應性后葉片的光合適應機制，比較產生干旱適應性與未產生干旱適應性棉株的葉片碳同化和熒光參數的差異。以棉株倒

3、數第一片完全展開葉為對象，測定葉片氣體交換參數、光合色素含量、快速光曲線、能量分配以及光化學活性的變化。結果表明，與對照相比，干旱脅迫降低了棉花葉片的凈光合速率、光合色素含量以及表觀電子傳遞速率。與干旱未適應處理相比，棉花形成干旱適應性后葉片的凈光合速率得到提高，葉片的氣孔導度和葉綠素含量也明顯增加。這表明產生干旱適應性后棉花的光合性能得到了改善。對形成干旱適應性后棉花葉片的熒光參數測定表明，棉花形成干旱適應性后，光系統(tǒng) II（PSII

4、）實際光化學效率和光化學猝滅系數的升高有利于保持較高的光合速率。同時，較高的CEF（圍繞PSI循環(huán)電子流）有利于ATP的合成，是干旱適應性葉片較高光合能力的重要原因之一。
　?、茷榱岁U明棉花形成干旱適應性后碳氮代謝和抗氧化酶的適應機制，研究了不同干旱處理方式下棉花葉片的比葉重、碳氮比和抗氧化酶系的變化。結果表明，與對照相比，干旱脅迫降低了葉片的比葉重和碳氮含量，而抗氧化酶系活性降低引起 MDA含量增加，導致膜脂過氧化程度加重。與干

5、旱未適應葉片相比，干旱適應葉片具有較高的比葉重，同時碳氮含量較高，說明干旱適應性葉片碳氮代謝旺盛，為較高的葉綠素含量及各種生理生化反應提供了物質基礎，有利于改善葉片的光合性能。同時，產生干旱適應性葉片的SOD和CAT的活性較大，清除活性氧的能力加強，導致MDA的含量降低，減少了膜脂過氧化，降低了干旱脅迫對棉花光合器官的損傷。
　?、菫榱私沂久藁ㄐ纬筛珊颠m應性后，葉片結構和氣孔特性的光合適應機制，比較了干旱未適應葉片和干旱適應葉片的

6、解剖結構和氣孔特征的變化。結果表明，干旱脅迫造成葉片表皮細胞變小，柵欄組織和海綿組織排列緊湊（尤其是海綿組織），使細胞空隙變小，密度增大，增加了光在葉肉中傳播和擴散的阻力。而與干旱未適應葉片相比，形成干旱適應性的棉花葉片柵欄組織和海綿組織排列較疏松，葉片厚度增大但密度較小，加之表皮細胞形態(tài)凸透、體積較大，增加了對光能的利用能力，使葉片能保持較高光合速率。通過比較干旱未適應性和干旱適應性葉片的氣孔發(fā)現(xiàn)干旱適應性葉片的氣孔密度小但氣孔大，有