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高温胁迫下不同激素处理对高羊茅生理生态指标及耐热性的影响

来源:易榕旅网
第3O卷第3期 草原与草坪2010年 33 高温胁迫下不同激素处理对高羊茅生理生态 指标及耐热性的影响 邓 蕾,王 艳,李建龙 (南京大学生命科学院草学中心,江苏南京210093) 摘要:以凌志高羊茅为试验材料,研究在高温胁迫下喷施SA,6一BA和H 0 对其生理生态指标及 耐热性的影响。结果表明:(1)喷施6一BA,SA及H。Oz对高羊茅草坪草的生态性状有显著的影响,他们 都不同程度地减轻了高温胁迫对高羊茅草坪草的伤害;(2)浓度为0.1 mmol/L的SA比浓度为0.5 mmol/L和1.0 mmol/L的SA能更有效地减轻高羊茅草坪草由于高温胁迫导致的伤害;(3)浓度为 0.01 mmol/L的6-BA在所有处理中效果最好,使得高羊茅草坪草的叶色、质地、盖度、均一性、生长速 度、叶绿素含量和净光合速率都明显优于其他种类及浓度的喷施方式;(4)H O 对提高高羊茅草坪草的 抗热性相比另外两种物质并不明显;(5)喷施sA,6-BA和H O 对高温胁迫下高羊茅光合速率的提高有 很大作用。 关键词:高温胁迫;激素;高羊茅;生理生态指标;耐热性 中图分类号:Q 945.78;S 688.4 文献标识码:A 文章编号:1009—5500(2010)03—0033—06 冷季型草坪草高羊茅(Festuca arundinacea)耐贫 量较对照组的蛋白质含量有一定程度增加,表明6一BA 瘠,易建植,具有较好的耐干旱和高温能力,已成为我 对提高芝麻幼苗抵抗温度逆境有一定作用 ],具有潜 亚热带过渡气候区域——长江流域的主要建坪革种。 在应用价值。 随着气候变暖和温室效应的加剧,在夏季高温胁迫下, 以凌志高羊茅为试验材料,研究在高温(38℃/ 植株的生长受到了明显的抑制l_1]。国内草坪工作者已 3O℃)胁迫下施用SA,6一BA和H。0。对凌志高羊茅部 经开始选育耐热性强的品种l_2],并通过各种管理技术 分生理生态指标的影响,通过激素对高羊茅耐热性的 和化学调控措施提高草坪草的耐热性_3]。但利用激素 调控研究,以期为南京以至长江流域冷季型草坪草越 调控对冷地型草坪草耐热性的影响及其耐热机制的研 夏提供理论依据。 究相对较少。已有研究证明,SA可显著提高马铃薯、 1材料和方法 芥菜幼苗、豌豆的耐热性[4 ;H 0z具有信号分子的作 用,用来传递压力信号以提高植株的抗逆性l6],H。O 1.1试验材料 预处理还可以提高玉米(Zea mays)幼苗的耐热性[7 ; 冷季型草坪草高羊茅品种凌志(Barlexas),草种由 克劳沃草业集团提供。 经6一BA处理后的芝麻幼苗叶片中可溶性蛋白质的含 1.2试验方法 收稿Et期:2009—09—07;修回日期:2010—03—23 选择健康的草种播种在装有混合培养基质(沙子 基金项目:国家高科技研究发展计划(863计划)项目 :蛭石:有机营养土一3:1:1)的聚乙烯花盆中。花 (2007AA10Z231)和亚太地区APN项目 盆直径为13 cm,深14 cm,每盆播种175~180粒种 (ARCP2008一CMY-Li)资助 子。3月中旬播种,所有盆钵在室外自然光照下进行 作者简介:邓蕾(1985一),女,山西侯马人,在读硕士。 培养,气温为15~26℃。每周用Hoagland营养液浇 E-mail:happygirl@163.corn 灌1次,每天浇水。1个月后转入光照培养箱中在 李建龙为通讯作者。 26 oC/15℃(昼/夜,对照温度)下培养2周,管理方法 34 GRASSLAND AND TURF(2010) Vo1.3O No.3 同上。人工气候箱设置为14 h的光周期,光照强度为 400 ̄mol/(m ・s),相对湿度为65 ±10 。之后, 密度、质地、颜色差异程度的综合反映,采用目测法。 (4)盖度是指一定面积上草坪植物的垂直投影面 积与草坪所占土地面积的比例,通过目测法获得。 (5)生长速度(cm/w):草坪草在修剪后每周测一 次高度,计算差值。 9 用不同浓度的水杨酸(SA)、细胞分裂素(6一BA)和过氧 化氢(H。O )对凌志高羊茅进行叶面喷施处理。SA的 浓度梯度为:0.1,0.5和1.0 mmol/L;6-BA的浓度梯 度分别为:0.01,0.03和0.05 umol/L;H2O2的浓度梯 1.3.2 叶绿素含量测定采用丙酮乙醇水混合液 法 ;用分光光度法测叶绿素a,b和类胡萝卜素的含 量,根据公式计算: 色素含量(%)一色素浓度(mg/L)×提取液总体 积(L)×稀释倍数×100/[样品质量(mg)×10003。 1.3.3净光合速率(Pn)的测定使用LI一6400光合 度为:1.0,5.0和10 mmol/L。试验设9个处理,1个 对照(用蒸馏水喷施),每处理重复3次。预处理植株 先在正常生长温度(15℃/26℃,昼/夜)下培养12 h 使激素被高羊茅叶片充分吸收,然后将对照和处理植 株转入38℃/30℃(昼/夜,处理温度)的培养箱中进 行高温胁迫,光照、相对湿度以及管理方式同上。分别 于胁迫0、2、4、6、8 d测定高羊茅的生理生态指标。 1.3指标测定 仪进行测定。 1.4统计分析 使用SPSS软件(SPSS Inc.1990)进行数据的统 计分析,利用Duncan多样性比较检验进行方差分析 (P一0.05)。 参照《中国草坪质量体系》对高羊茅的叶色、质地、 盖度、均一性和生长速度等5个形态指标及叶绿素含 量、光合速率进行测定[g]。 1.3.1 草坪草的生态评价指标及评价方法 当草坪 草的盖度达到9O 时测定4种配方草坪草的生态指 标。采用9分制评分法,以9代表最高得分,以1分为 最差的得分,以6分为最低合格质量得分。 (1)质地粗糙与纤细是指叶片的宽与窄,一般认为 叶片越窄质地越好。为避免误差应至少随机重复测量 20次。 2结果与分析 2.1 高温胁迫下不同激素处理对高羊茅叶色的影响 叶色是草坪草生长好坏的最直接的性状表现,随 着胁迫时间的延长,叶色越来越差。从图1可以看出, 高温胁迫下,经H O ,SA和6-BA处理的高羊茅叶色 均优于对照,表明一定浓度激素处理可以改善高羊茅 在高温下的生长,不同激素不同浓度水平对提高草坪 草叶色的影响不同。SA和6-BA比H O 效果更好。 其中,0.01 mmol/L,6-BA和0.1 mmol/L SA的喷施 (2)叶色休眠或枯黄(1分);较多的枯叶,少量绿 色(1~3分);较多的绿色,少量枯叶(3~5);浅绿到深 绿(5~7);深绿到黑绿(7~9)。 (3)均一性指草坪外观的均一、平整程度,是草坪 效果优于其他浓度,对改善高羊茅由于高温胁迫所受 的伤害最为有效。 对照H202 1.0 H2O2 5.0 H20: 10 6-BA 0.01 6-BA 003 .6-BA O.05 SA 0.1 SA 0.5 SA 1.0 不同激素及浓度,mmol・L 图1 高温胁迫下不同激素及其不同浓度处理后高羊茅叶色 Fig.1 The color of Festuca arundinacea treated with different concentrations of hormones under high temperature stress 第30卷第3期 草原与草坪2010年 35 2.2高温胁迫下不同激素处理对高羊茅质地的影响 随着高温胁迫时间的延长,高羊茅质地越来越差, 但经过H O。,SA和6一BA喷施后的高羊茅叶片质地 明显优于对照组。6-BA和SA的喷施效果优于H o。。 其中,喷施了浓度为0.1 mmol/L SA的高羊茅叶片质 所示,表明处理后的草坪草盖度受高温胁迫的影响不 大,出现微小差别是由于草坪草枯萎导致地面裸露造 成的盖度减小。 9 8 7 6 5 \黉喀 4 3 2 ● 0 2.4高温胁迫下不同激素对高羊茅均一性的影响 高温胁迫H O ,SA和6一BA处理的高羊茅均一 性优于对照组,6-BA和sA的喷施效果优于H。0 。 其中,浓度为0.01 mmol/L的6一BA和浓度为0.1 地最好,采用0.01 mmol/L 6一BA的高羊茅叶片质地 优于喷施浓度为0.03 mmol/L和0.05 mmol/L的 6-BA处理,图2表明激素浓度过高并不利于高羊茅抵 抗高温胁迫,只有在适宜浓度下才能更好地发挥作用。 2.3 高温胁迫下不同激素处理对高羊茅盖度的影响 盖度是与密度相关的指标,表示植物所占有的空 间范围,从而反映生长状况。喷施H O ,SAT和6-BA mmol/L的sA处理的高羊茅均一性高于其他浓度处 理,说明适宜浓度的激素处理对草坪草在逆境下的生 长最为重要(图4)。 2.5 高温胁迫下不同激素对高羊茅生长速度的影响 高羊茅高温胁迫后生长速度急剧变慢。0.03 mmol/L 6一BA处理的高羊茅胁迫开始后生长速度最 快。随着热胁迫时间的延长,经过6-BA处理的高羊茅 的生长速度最快,显著高于其他处理(P<0.05);SA 处理的高羊茅生长速度其次,但与H:o 处理差异不显 著(P>0.05),H。O。处理生长速度最慢,与对照组差 的高羊茅盖度在高温胁迫下明显比对照组高。未对高 羊茅草坪草进行激素及热胁迫处理之前,其盖度为7.5 ~8.3分,没有显著差异。而经过H o ,SA和6一BA 处理的高羊茅草坪草的盖度范围为7.9~8.2分,与处 理前差异不显著。不同处理效果间的差异性如图3中 对照H202 1.0 H2O2 5.0 H202 10 6一BA 0.01 6一BA 003 .6一BA 0.05 SA 0.1 SA 0.5 SA 1.0 不同激素及浓度/mmol・L 图2高温胁迫下不同激素及其浓度处理后高羊茅的质地 Fig.2 The texture of Festuca arundinacea treated with different concentrations of hormones under high temperature stress 8.0 : 7.4 6.8 对照H20 1.0 H O 5 0 H202 10 6-BA 0.叭6-BA 003 .6-BA O.05 SA 0.1 SA 0.5 SA 1.0 不同激素及浓度/mmol・L 图3 高温胁迫下不同激素及其不同浓度处理后高羊茅的盖度 Fig.3 The cover of turfgrass under different concentrations of hormones 36 GRASSLAND AND TURF(2010) Vo1.3O No.3 异不显著(图5)(P>0.05)。 2.6高温胁迫下不同激素对高羊茅叶绿素的影响 2.7高温胁迫下不同激素对高羊茅光合速率的影响 光合作用是植物进行正常生命活动的基础。许多 叶绿素含量是草坪草叶片叶色的量化,受高温胁 植物在中等高温(35~4O℃)下经过短时间的胁迫(15 迫的影响很大。随着热胁迫时间的延长,叶绿素含量 9 8 7 6 5 4 ~60 min),其光合作用就会受到抑制,包括冷季型草 0 8 6 4 2 0 8 6 4 2 0 、 露 坪草…]。图7所示,高羊茅未受高温胁迫时,净光合速 下降,但喷施激素的高羊茅叶绿素含量大于对照。3种 3 2 1 激素的最佳喷施浓度分别为:H。O t mmol/L,6一BA 0.01 mmol/L和0.1 mmol/LSA,6一BA处理的叶绿素 含量最高。故喷施0.01 mmol/L的6-BA能有效减轻 率(P )高,胁迫后,净光合速率(Pn)急剧下降。喷施 0.O1 mmol/L 6-BA的高羊茅净光合速率在胁迫后均 显著高于其他处理(P<O.05);经6-BA和SA处理的 高羊茅净光合速率明显高于H。o。的处理(P<0.05)。 高温对高羊茅草坪草的伤害(图6)。 对照H202 1.0 H O2 5.0 H202 10 6一BA 0.0l 6-BA 003 .6-BA 0.05 SA 0.1 SA 0.5 SA 1.0 不同激素及浓度/mmol・L 图4高温胁迫下不同激素及其不同浓度处理后高羊茅的均一性 Fig.4 The uniformity of Festuca arundinacea treated with different concentrations of hormones under high temperature stress 量 ● 吕 越 制 对照H202 1.0 H2O2 5.0 H202 10 6-BA 0.0l .BA 003 6-BA 0.05 SA 0.1 SA 0.5 SA 1.0 不同激素及浓度/mmol・L 图5高温胁迫下不同激素及其不同浓度处理后高羊茅的生长速度 Fig.5 The growth rate of Festuca arundinacea treated with different concentrations of hormones under high temperature stress 3.0 bD 2.5 2.0 面1.5 盏1'0 0.5 O 对照H202 1.0 H2O2 5.0 H202 10 6一BA 0.01 6-BA 003 .6-BA 0.O5 SA 0.1 SA 0.5 SA 1.0 不同激素及浓度,mmol・L 图6高温胁迫下不同激素及其不同浓度处理后高羊茅的叶绿素含量 Fig.6 The chlorophyll content of Festuca arundinacea treated with different concentrations of hormones under high temperature stress 第30卷第3期 sI Ⅲ.一gi、褂 舟 草原与草坪2010年 37 不同激素及浓度,mmol・L 图7高温胁迫下不同激素及其不同浓度处理后高羊茅 的光合速率 Fig.7 The photosynthetic rate of Festuca arundinacea treated with different concentrations of hormones under high temperature stress 3结论与小结 (1)6-BA,SA和H。O。处理对高温胁迫下凌志高 羊茅草坪草的生态性状有显著影响,均能不同程度减 轻高温胁迫对高羊茅的伤害。 (2)0.01 mmol/L 6一BA处理高羊茅,叶色、质地、 盖度、均一性、生长速度、叶绿素含量和净光合速率等 指标均明显优于SA和H O。处理。0.1 mmol/L的 SA能更有效地减轻高温胁迫对高羊茅导致的伤害。 喷施H O 使高羊茅草坪草的耐热性有所提高,对提高 高羊茅的抗热性并不明显,而且浓度过高,对高羊茅会 造成伤害。 (3)高温胁迫下高羊茅草坪草的光合速率急剧下 降,喷施6-BA,SA和H O 后其光合速率均有一定提 高,其中6-BA和SA的作用效果显著。 总体而言,施用适当浓度的激素,可使凌志高羊茅 的耐热性得到显著改善,可以为南京以至长江流域冷 季型草坪草越夏提供理论依据。 参考文献: [1] 张庆峰,徐胜,李建龙,等.高温胁迫下高羊茅生理生化特 性研究[J].草业科学,2006,23(4):26—28. 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Morphysiol0gica1 and physiological characteristics associated with heat tolerance in creeping bentgrass[J ̄.Crop Science,2001,41:127—133. 38 GRASSLAND AND TURF(2010) VoI.3O No.3 ects of di fferent hormones levels on physiological Eff and ecoloRical indicators ot 。estuca aru aZnacea cv. Barlexas underheat stress DENG Lei,WANG Yan,LI Jian—long (College of Life Science,Nanjing University,Nanjing 210093,China) Abstract:Effects of different hormones levels on physiological and ecological indicators of Festuca arundi— l ・ _ - l- - n 1n ’‘ nacea cv.Barlexas were studied under high temperature stress by spraying different concentrations of SA,6-BA and H2 O2.The results showed that ecological traits of Festuca arundinacea cv.Barlexas were affected by spra— ying 6一BA,SA,and H2 O2,which reduced the harm under high temperature stress.0.1 mmol/L SA was better than the other concentration of SA,so it more effectively reduced turfgrass inj ury caused by high temperature stress:and 0.01 mmol/L 6一BA treatment was the best concentration to color,texture,coverage,uniformity, growth rate,chlorophyll content and net photosynthetic rate of Festuca arundinacea cv.Barlexas.The effect of H2 O2 for improving heat tolerance of Festuca arundinacea cv.Barlexas was not obvious compared to SA and 6一BA.spraying SA,6-BA and H2 O2 under high temperature stress plays a significant role in the improvement of the photosynthetic rate of Festuca arundinacea cv.Barlexas. Key words:hormone;Festuca arundinacea cv.Barlexas;ecological indicators;photosynthetic rate;regulation of heat to1 erance. (上接32页) The effects of growth performance and proline content under sal t stress at Achnatherum splendens seedl ing stage DONG Qiu—li,XIA Fang—shan,DONG Kuan—hu (College of Animal Science and Technology,Shanxi Agricultural University,,Taigu,Shanxi 030801,China) Abstract:The root length,plant height,relative growth rate,root shoot ratio and Pro content of Ach— natherum splendens under varying levels of salinity(0,100,200,300,400 and 500 mmol/L NaC1 and Na2 SO4) were determined.The results showed that there were greater inhibition on roots of Achnatherum splendens com— pared to height,RGR was significantly lower than the control(P<0.05)and R/T were higher than the control under the stress of NaC1 and Na2 SO4 wth the concentration increasing.Pro content in the leaves and roots of Achnatherum splendens increased,and the Pro content in leaves of Achnatherum splendens were significantly higher than that in the roots(P<0.05).RGR and R/T were 1ess effected,but more Pro content under the Na2 SO4 stress in Achnatherum splendens compared to NaC1.The results suggested that the harm of Na2 SO4 stress to Achnatherum splendens was higher than NaCl stress at same concentraiton. Keywords:Achnatherum splendens;root length;plant height;RGR;R/T;proline 

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