不同玉米品種適應干濕交替水分逆境的根系特征差異研究.pdf

1、[目的]探索玉米根系應答干濕交替水分環(huán)境進而調控整體植物水分狀況的機制，闡明不同玉米品種根系適應性間的差異規(guī)律，建立根系特征與培育環(huán)境之間的對應關系，為生物學節(jié)水和玉米品種資源區(qū)劃提供理論指導。 [方法]以選育于我國不同生境下的玉米雜交種農大108、沈單16號、陜單8806、掖單13和鄭單958為試驗材料，采用聚乙二醇(PEG-8000)模擬干旱脅迫處理方法，結合電子顯微技術、形態(tài)觀察、生理學指標測定和紅外CO<,2>分析技術研

2、究。 [結果] (1)從干旱脅迫及旱后復水下根毛的完整性、長度及密度差異進行比較，發(fā)現干旱脅迫下根毛的適應能力大小順序為：陜單8806>鄭單958>沈單16號>農大108>掖單13；旱后復水下根毛的再生能力大小順序為：陜單8806>鄭單958>農大108>沈單16號>掖單13。 (2)旱后復水下陜單8806和鄭單958根系中可溶性糖所占植株中可溶性糖百分比升高，而其它3個品種可溶性糖對干旱-復水水分環(huán)境的響應機制

3、不盡相同。從SOD活性方面，農大108和沈單16號為一組，即復水后SOD活性顯著降低，甚至低于對照；陜單8806、鄭單958和掖單13為一組，復水后SOD活性和O<,2><'->含量均介于對照和脅迫之間，兩兩達到顯著水平。從CAT活性方面，陜單8806和沈單16號為一組，即復水后CAT活性與脅迫相比幾乎未變，但H<,2>O<,2>含量顯著下降；農大108、掖單13和鄭單958為一組，復水后CAT活性與H<,2>O<,2>含量均顯著降低。

4、 (3)水分脅迫使掖單13和陜單8806所有氣孔開度減小，而鄭單958、農大108和沈單16號一部分氣孔開度減小，而另一部分氣孔開度未變化，即表現出“振蕩”現象。復水后，除沈單16號外，其它4個品種的所有氣孔開度均恢復，而沈單16號仍表現出“振蕩”現象，恢復程度以陜單8806最大，顯著超過對照，表現出超補償效應。水分脅迫使5個供試玉米品種的根系水導均降低，但與對照相比降低程度不同。 (4)干旱脅迫使葉片相對含水量顯著降低

5、(除陜單8806)，經過復水后其含量基本恢復到原來狀態(tài)(除掖單13)。其中農大108恢復程度最大，顯著超過了對照，表現出超補償效應。綜合各氣體交換參數發(fā)現，陜單8806在干旱脅迫下光合速率的降低主要是由于氣孔導度降低導致胞間CO<,2>濃度不足所致，相應的復水后氣孔導度(CS)和胞間CO<,2>濃度(Ci)均表現出超補償效應。而其它4個品種可能既有氣孔的限制也有非氣孔限制。 [結論]在非致死的水分脅迫下，不同玉米品種根系通過形態(tài)

6、適應、代謝調節(jié)、活性氧防御、膜結構完整性和功能維持、水分傳輸變化等不同機制來抵御干旱脅迫，為復水奠定基礎。復水后根系功能逐漸得到修復，進而產生補償效應。根據水分逆境下的忍耐性和復水后的恢復性，將5個供試玉米品種進行如下歸類。陜單8806和農大108屬于抗旱性強的品種，適合在干旱環(huán)境中生長，但適當的補充灌溉可以明顯改善植物根系及地上部功能；沈單16號和鄭單958的抗旱性次之，但在維持較高水分下限的前提下，通過陣發(fā)性的水分干濕交替變化不但可