高级检索+

德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应

胡增辉, 贾青青, 郑健, 杨柳, 冷平生

胡增辉, 贾青青, 郑健, 杨柳, 冷平生. 德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应[J]. 植物科学学报, 2015, 33(6): 840-846. DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2015.60840
引用本文: 胡增辉, 贾青青, 郑健, 杨柳, 冷平生. 德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应[J]. 植物科学学报, 2015, 33(6): 840-846. DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2015.60840
shu
HU Zeng-Hui, JIA Qing-Qing, ZHENG Jian, YANG Liu, LENG Ping-Sheng. Studies on the Physiological Response of Sedum hybridum Cutting Seedlings to Drought Stress[J]. Plant Science Journal, 2015, 33(6): 840-846. DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2015.60840
Citation: HU Zeng-Hui, JIA Qing-Qing, ZHENG Jian, YANG Liu, LENG Ping-Sheng. Studies on the Physiological Response of Sedum hybridum Cutting Seedlings to Drought Stress[J]. Plant Science Journal, 2015, 33(6): 840-846. DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2015.60840
shu

德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应

  • 1.

    北京农学院园林学院, 北京 102206

  • 2. 农业应用新技术北京市重点实验室, 北京 102206

基金项目: 国家自然科学基金项目(31201645);北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20150503)。
详细信息
    作者简介:

    胡增辉(1980-),男,副教授,研究方向为植物生理生态学(E-mail:20098001@bua.edu.cn)。

  • 中图分类号: Q945.78

Studies on the Physiological Response of Sedum hybridum Cutting Seedlings to Drought Stress

  • 1.

    College of Landscape, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China

  • 2. Beijing Key Laboratory for Agricultural Application and New Technique, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 以耐旱性较强的德国景天(Sedum hybridum)扦插苗为材料进行干旱胁迫处理(60 d),并测定其叶片相对含水量、丙二醛含量、细胞伤害率、光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)、荧光参数(Fv/Fm、qP、PHiPS2),以及苹果酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性等生理指标。结果显示,干旱胁迫导致德国景天叶片相对含水量、光合参数、荧光参数降低,细胞伤害率、丙二醛含量升高;干旱胁迫30 d时,各项生理指标变化幅度较小,但40 d后变化幅度显著增加,并且德国景天叶片的苹果酸含量和PEPCase活性显著升高,表明C3光合途径不断减弱,景天酸代谢(CAM)途径被激活,参与了德国景天对干旱胁迫的响应,提高了其耐旱性;当干旱胁迫达60 d时,因超过其耐受范围,德国景天受损严重,逐渐死亡。这说明德国景天在生理上表现出极强的耐旱性,并且具有兼性CAM植物的特征,通过CAM途径活化提高植株耐旱性是德国景天重要的耐旱机理。
    Abstract: Sedum hybridum presents high drought resistance. In this study, the physiological indexes of S. hybridum cutting seedlings were investigated in the 60 days of drought stress, including leaf relative water content, malondialdehyde (MDA) content, cell damage rate, photosynthetic parameters (net photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration rate), fluorescence parameters (Fv/Fm, qP, PHiPS2), malic acid content and phosphoeno-lpyruvate carboxylase (PEPCase) activity. Results showed that drought stress led to a decrease in leaf relative water content, photosynthetic parameters and fluorescence parameters, and an increase in cell damage rate and MDA content. Within the first 30 days of drought stress, the physiological indexes exhibited small amplitude variation. After 40 days of stress, the variation amplitude of physiological indexes increased rapidly. In the following experiments, malic acid content and PEPCase activity increased significantly, demonstrating that the C3 pathway was weakened and crassulacean acid metabolism (CAM) pathway was stimulated, which was involved in the stress response of S. hybridum to enhance drought resistance. After 60 days, stress exceeded the tolerance range of S. hybridum plants, leading to serious damage and gradual death. Our results showed that S.hybridum cuttings exhibited strong drought tolerance physiologically, and possessed the characteristics of a facultative CAM plant. Activation of the CAM pathway enhanced drought tolerance, which was an important mechanism of S.hybridum.
    • HTML全文
    • 参考文献(27)
  • [1] 杨丽娟. 重庆市耐旱园林植物的调查筛选及应用研究[D]. 重庆: 西南大学, 2009.
    [2] 庄陆婷, 王思麒, 李彬, 罗言云. 耐旱植物在节水型绿地建设中的应用研究[J]. 北方园艺, 2012(5): 105-108.
    [3] 马进. 3种野生景天对逆境胁迫生理响应及园林应用研究[D]. 南京: 南京林业大学, 2009.
    [4] 王倩, 冷平生, 关雪莲. 九种景天植物在越冬期间生理生化指标的变化[J]. 北方园艺, 2010(19): 114-117.
    [5] 王倩, 关雪莲, 胡增辉, 卢存福, 冷平生. 3种景天植物叶片结构特征与抗寒性的关系[J]. 应用与环境生物学报, 2013, 19(2): 280-285.
    [6] 宋海鹏, 刘君, 李秀玲, 赵海明, 杨志民. 干旱胁迫对5种景天属植物生理指标的影响[J]. 草业科学, 2010, 27(1): 11-15.
    [7] 薛乃雯, 冷平生, 孙譞, 王倩, 何敬房. 土壤干旱胁迫对8种景天属植物生长与生理生化指标的影响[J]. 中国农学通报, 2010, 26(13): 302-307.
    [8] 李文杰. 景天酸代谢(CAM)和CAM植物[J]. 生命的化学, 1991, 11(1): 34.
    [9] 苏丹. 费菜和长药八宝的耐旱性研究[D]. 长春: 吉林农业大学, 2007.
    [10] 周伟伟, 王雁, 杜静. 干旱胁迫对景天属植物生理生化特性的影响[J]. 林业科学研究, 2009, 22(6): 829-834.
    [11] 林植芳, 彭长连, 林桂珠. 兼性CAM植物长叶景天叶片在C3和CAM型时的光氧化作用[J]. 植物学报, 2003, 45(3): 301-306.
    [12] 陈成彬. 德国景天园林引种及栽培应用的研究[J]. 园林科技信息, 1991(1): 8-9.
    [13] 陈先荣, 王小平, 李增萍, 刘岱. 德国景天的特征特性与扩繁技术[J]. 甘肃农业科技, 2005(3): 45-47.
    [14] 金江群, 郭泉水, 朱莉, 许格希, 刘建锋, 裴顺祥. 干旱和复水对崖柏光合特性及水分利用效率的影响[J]. 植物科学学报, 2012, 30(6): 599-610.
    [15] 张乐华, 周广, 孙宝腾, 李晓花, 王书胜, 单文. 高温胁迫对两种常绿杜鹃亚属植物幼苗生理生化特性的影响[J]. 植物科学学报, 2011, 29(3): 362-369.
    [16] 张治安, 陈展宇. 植物生理学实验技术[M]. 长春: 吉林大学出版社, 2008.
    [17] 任建武, 王雁, 彭镇华, 胡青. 3种石斛叶片苹果酸含量日变化动态研究[J]. 江西农业大学学报, 2010, 32(3): 547-552.
    [18] 郭瑛, 肖朝萍, 王红, 黄天宝. 高效液相色谱法测定乌梅有机酸[J]. 分析化学, 2004, 12(32): 1624-1626.
    [19] Nievola CC, Kraus JE, Freschi L, Souza BM, Mercier H. Temperature determines the occurrence of cam or C3 photosynthesis in pineapple plantlets grown in vitro[J]. In Vitro Cell Dev-Pl, 2005, 41(6): 832-837.
    [20] 李云霞, 张建生, 吴永华, 张梅花, 杨永东. 5种景天科地被植物抗旱性比较研究[J]. 干旱区资源与环境, 2010, 24(2): 183-186.
    [21] Herrera A. Crassulacean acid metabolism and fitness under water deficit stress: if not for carbon gain, what is facultative CAM good for?[J]. Ann Bot, 2009, 103(4): 645-653.
    [22] Kluge M, Ting IP. Crassulacean Acid Metabolism: Analysis of an Ecological Adaptation[M]. New York: Springer-Verlag, 1978. 1-12.
    [23] Lüttge U. Ecophysiology of crassulacean acid metabolism (CAM)[J]. Ann Bot, 2004, 93(6): 629-652.
    [24] Winter K, Garcia M, Holtum JAM. Drought-stress-induced up-regulation of CAM in seedlings of a tropical cactus, Opuntia elatior, operating predominantly in the C3 mode[J]. J Exp Bot, 2011, 62(11): 4037-4042.
    [25] 唐犁, 施教耐. 水分胁迫对露花磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶表达水平及特性的影响[J]. 植物生理学报, 1997, 23(2): 192-198.
    [26] Saruki S, Cushman JC, Agarie S. Crassulacean acid metabolism may alleviate production of reactive oxygen species in a facultative CAM plant, the common ice plant Mesembryanthemum crystallinum L.[J]. Plant Prod Sci, 2010, 13(3): 256-260.
    [27] Piepenbrock M, Schmitt JM. Environmental control of phosphoenolpyruvate carboxylase induction in mature Mesembryanthemum crystallinum L.[J]. Plant Physiol, 1991, 97(3): 998-1003.
    • 相关文章
    • 施引文献
    • 资源附件(0)
计量
  • 文章访问数:  1443
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  1608
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-22
  • 发布日期:  2015-12-27

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(27)
    相关文章
    施引文献
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回
    版权所有 © 2022 《植物科学学报》编辑部鄂ICP备05004779号-3
    地址：武汉市东湖高新区九峰一路201号邮编：430074

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发  百度统计