水分胁迫对玉米大喇叭口期生长的影响

水分胁迫对玉米大喇叭口期生长的影响 水分胁迫对玉米大喇叭口期生长的影响 第25卷第4期2007年7月干旱地区农业研究 culturalResearchintheAridAreas Vo1.25No.4 Ju1.2007 水分胁迫对玉米大喇叭口期生长的影响 袁佐清,张建勇 (山东理工大学生命科学学院,山东淄博255049) 摘要:以抗旱性不同的玉米自交系为材料,研究了大喇叭口期水分胁迫对其生长的影响及生理指标的变化 与抗旱性的关系.结果明:玉米大喇叭口期不仅是对肥水条件敏感的时期,也是抗旱性鉴定的关键时期;玉米叶 片鲜干比,地上部鲜干比,相对含水量,相对电导率,蒸腾速率,气孔导度,磷酸盐的吸收量与玉米抗旱性都有明显 的相关性,可作为玉米抗旱性的鉴定指标. 关键词:玉米;水分胁迫;生理指标 中图分类号:$513.01文献标识码:A文章编号:1000—7601(2007)04—0235.03 干旱影响玉米生长发育的各个阶段,水分亏缺 是造成玉米产量不稳的重要原因.大喇叭口期是玉 米一生中生长发育最旺盛,对肥水条件最为敏感的 时期,缺水将会造成雄穗花粉发育不良或败育,雌穗 小花分化受阻,退化,穗粒数大大降低,对后期产量 影响极大.萌芽期和苗期研究水分胁迫对玉米生长 的影响已有许多报道【1--4】,但研究玉米大喇叭口期 的报道较少.本试验以抗旱性不同的玉米自交系作 为材料,在大喇叭口期进行水分胁迫,测定其形态, 生理指标的变化,探讨其与抗旱性的关系,以期为玉 米抗旱育种研究提供参考. 1.4指标测定 参照张宪政主编的《植物生理研究技术》测定相 对电导率,相对含水量和保水力[;用CIRAS一1便 携式光合系统仪测定蒸腾速率和气孔导度,重复3 次;选取叶龄,层次相同的功能叶及地上部测出鲜 重,用烘干法测定干物重,求出鲜干比;示踪材料烘 干消化后用美国Packard2000CA液闪分析仪作契 伦科夫计数测定P的放射性活度. 1.5数据处理 某指标的敏感指数=(某指标的干旱处理值一 该指标的非干旱值)/该指标的非干旱值. 1材料与方法2结果与分析 1.1材料 选用抗旱性弱的自交系$37,200B和抗旱性强 的自交系R09,R18作为试验材料. 1.2水分胁迫 塑料桶直径28cm,高26cm,内装风干土12.5 kg,播前统一浇足底墒水,出苗后每桶定苗2株,正 常供水到大喇叭口前期,分干旱和正常浇水两种处 理,多次重复分别用于生理指标的测定和P示踪 剂的引入.盆内土壤水分用张力计控制,正常浇水 控制在200mmHg左右,干旱处理控制在700 mmHg左右. 1.3P示踪剂的引入 干旱处理10d后,两种处理取3次重复分别引 入Nail232PO4(每桶引入3.26×10Bq),引入6d 后,取地上部分测P的放射性活度,同时取对照测 本底. 2.1玉米大喇叭口期水分胁迫对地上部生长的影 响 在干旱条件下,植物生长发育受到不同程度的 影响,特别是地上部的发育.由表1可知,大喇叭口 期水分胁迫下玉米地上部鲜重和鲜干比均明显下 降,各自交系下降幅度不同.地上部鲜重下降幅度 与抗旱性相关不大,但地上部鲜干比抗旱性弱的 S37和200B下降幅度较大,抗旱性强的R09和R18 下降幅度较小,由此说明水分胁迫下作物的生长发 育状况与作物的抗旱性存在相关,在同样的胁迫程 度下,抗旱性弱的自交系反应敏感. 叶片鲜干比也是反映植物含水状况的简便指 标.从表1可以看出抗旱性强的R09和R18在水 分胁迫下呈较少的变化,敏感指数分别为一0.12和 一 0.04,抗旱性弱的S37和200B变化较大,敏感指 数分别为一0.24和一0.18,说明叶片鲜干比的这种 收稿日期:2006—09.28 作者简介:袁佐清(1977一),女,重庆长寿人,硕士,讲师,主要从事植物生理研究.E— mail:girlyzqing0432@sina.corn 236干旱地区农业研究第25卷 差异与自交系的抗旱性强弱有关. 表1大喇叭口期水分胁迫对玉米叶片鲜干比和地上部鲜干比的影响 Table1Effect0fwatel-stressonthefresh/dryweightratioofleavesandthetopinthebell— mouthedperiod0fmaize 2.2玉米大喇叭口期水分胁迫对相对含水量,相对 电导率和失水率的影响 由表2可以看出,在水分胁迫下叶片的相对含 水量明显下降,抗旱性强的R09和R18的敏感指数 分别为一0.20和一0.21,抗旱性弱的$37和200B 的敏感指数分别为一0.23和一0.25,相对含水量的 变化值与抗旱性间存在相关性. 干旱条件常能伤害植株叶片的原生质结构而引 起膜透性增大,细胞内含物不同程度外渗,使外渗 电导度增大;透性变化愈大,表示受伤愈重.从表2 可以看出,水分胁迫下相对电导率都比对照有所增 加,自交系$37,200B的敏感指数分别为0.49, 0.37,自交系R09,R18的敏感指数分别为0.18, 0.23.表明$37,200B在水分胁迫下膜结构破坏程 度较高,受损伤程度大,而R09,R18在水分胁迫下 膜相对透性较小,膜结构破坏程度较低. 叶片在萎蔫过程中所失去的水分越多,则保水 力差,反之,则保水力强.已有研究表明在测定玉米 保水能力差异时,可用离体叶片干旱法代替土壤干 旱6.本试验是在室温为24?,相对湿度为63%的 情况下进行的.从表2看出,叶片离体24h后,各 自交系间保持水分的能力有一定差别,如R18失水 率较小,具有较强抗失水能力,叶片保水能力较强. 表2大喇叭口期水分胁迫对玉米叶片相对含水量,相对电导率和保水力的影响 Table2Effectofwaterstressonrelativewatercontentofleaves-relativeeletricconductance rate0fleavesandwater—holdingcapacityofleavesinthebell—mouthedperiodofmaize 2.3玉米大喇叭口期水分胁迫对气孔导度,蒸腾速 率的影响 气孔调节对控制水分损失和减轻干旱起着重要 作用.从表3看出水分胁迫下各玉米自交系植株的 气孔导度都变小,下降幅度为R18>R09>$37> 200B;蒸腾量减小,蒸腾速率下降幅度为R18>R09 >200B>$37.说明在干旱条件下,抗旱性强的自 交系能有效地通过降低气孔导度,从而增大气孔阻 力,减少蒸腾,阻止水分的过度损失,使其新陈代谢 得以正常进行. 2.4玉米大喇叭口期水分胁迫对吸收Nail232Po4 的影响 0P示踪测定结果表明(表4),水分胁迫使玉米 对0P的吸收明显降低,放射性比活度下降幅度为 $37>200B>R18>R09;从全株地上部总放射性活 度看,各自交系在水分胁迫处理后,其敏感指数与比 活度的敏感指数趋势相似,即抗旱性较弱的自交系 敏感指数大于抗旱性较强的自交系.说明抗旱性较 弱的$37和200B对水分胁迫反应敏感,对Nail23 Po4吸收下降幅度较大. 第4期袁佐清等:水分胁迫对玉米大喇叭口期生长的影响237 表3大喇叭口期水分胁迫对玉米气孔导度和蒸腾速率的影响 Table3Effectofwaterstre$.~onsomatalwaterconservancyandtranspirationrateofmaizeint hebeU. n10uthedperi0d 表4大喇叭口期水分胁迫对玉米吸收P的影响 Table4Effectofwater"stre~ontheabsorptionofPinthebell—mouthedperiodofmaize 3讨论 1)作物的抗旱性是由多种因素相互作用而构 成的一个较为复杂的综合性状,其中每一个因素与 抗旱性本质之间存在着一定的联系或相关[.从 试验结果看出,大喇叭口期对玉米进行水分胁迫,玉 米的各项生理指标都受到影响:叶片鲜干比,地上部 鲜重,地上部鲜干比明显下降;细胞膜透性增大,叶 片相对含水量下降;气孔调控增强,表现为缩小气孔 导度,增大气孔扩散阻力,降低蒸腾速率,变化幅度 因玉米抗旱力的不同而有所差异. 2)在自然条件下,"水"和"肥"存在着复杂的交 互作用,已有研究表明水分对磷的扩散影响很大,土 壤水分亏缺使作物对磷的吸收和转移减弱.胡安畅 等采用聚乙二醇(PEG)高渗溶液处理模拟干旱, 观察了水分亏缺对玉米幼苗吸收和转移0P的影 响,结果表明玉米幼苗根系对磷的吸收和向叶部转 移量随干旱强度增大而减少.本试验在大喇叭口期 对各玉米自交系进行水分胁迫,结果表明玉米植株 根系对水分利用受到抑制的同时,对矿质元素的吸 收和运输也同样受阻,不同基因型间存在差异,抗旱 性强的基因型对磷素吸收的下降幅度较小,抗旱性 弱的基因型下降的幅度较大.因此,可以认为不同 基因型玉米对NaH20Po4的吸收差异与其抗旱性 存在密切关系. 3)从本试验可知除玉米地上部鲜重和失水百 分率的变化幅度与抗旱性间的相关性不是很明显以 外,其它指标与玉米抗旱性都有明显的相关性,因此 认为玉米大喇叭口期不仅是对肥水条件最为敏感的 时期,也是抗旱性鉴定的关键时期. 参考文献: [1]胡兴波,曹敏建,王学智,等.不同玉米品种萌芽期及苗期抗旱 性初步研究[J].玉米科学,2004,12(3):66—67,70. 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Thephysiologicalresponsesoftobaccoplantletsinvitrobysaltstress DUXi—mei,ZHANGJun-lian?,WANGDi一,HUANGPeng, CUIYan—sen,WANGLi,ZHANGTian—yu (1.CollegeofAgronomy,GansuAgriculturalUniversity,Lanz.hou,Gansu730070,China; 2.GansuKeyLaboratoryofCropGeneticsGermplasmEnhancement,Lanzhou,Gansu730070,China) Abstract:ThetobaccoplantletsinVitroweretreatedwithdifferentconcentrationsofNaC1in20days.The resultindicatedthattheplantgrowthwasretardedsteadilywiththeincreaseofsaltconcentration;Inthiscase, thecontentofKreducedandthecontentofNaincreasedinroot,stemandleaf;Inleaf,contentofchloro— phyllreduced,butthecontentofmalonaldehyde(MDA),membranepermeabilityandprolineincreased,more— overthecontentofprolineshowedsignificantpositivecorrelationwiththecontentofmalonaldehyde(MDA)and membranepermeability.Itshowedthattheaccumulativecontentofpralinecouldreflectthetobaccoplantlets' hurtdegree.Thestudyindicatedthateitherthehurtofion,theincreaseofmembranepermeabilityorthere— duetior~ofchlorophyllaffectedthegrowthoftobaccoplantletsinvitroofsalttreatment. Keywords:tobaccoplantletsinvitro;saltstress;physiologicaleffect (上接第237页) Effectofwaterstressongrowthofmaizeinthebell-mouthedperiod YuANZuo—qing,ZHANGJJan-yong (SchoolofLifeSciences,ShandongUniversityofTechnology,Zibo,Shandong255049,China) Abstract:Inthisstudy,thephysiologicalcharactersandphosphateassimilationsofmaizeinbredlineswith differentdroughtresistancewerestudiedunderwaterstress.Theresultsshowedthatitisanimportantgrowth periodinthebell— mouthedperiodofmaize,therewereobvious-relationbetweenchangesoffresh/dryofweight ofleaves,relativewatercontent,relativeelectricityconductanceratio,thetranspirationrate,Somatalwater conservancy,phosphateassimilationsanddroughtresistance.Theycouldbeusedasappraisalindexesofdrought resistanceofmaizeinthebell—mouthedperiod. Keywords:maize;waterstress;index 1J1J1J1J1J 加 rLrLrLrLrL I=I=I=I=I=I=