土壤水分含量对草坪植物生理指标的影响

土壤水分含量对草坪植物生理指标的影响 安徽农业科学,JournalofAnhuiAgn.Sci.2007,35(25):7779—7780,7791责任编辑刘月 娟责任校对俞洁 土壤水分含量对草坪植物生理指标的影响 张志燕,王艳荣2,赵利君2(1.江苏大学生命科学研究院,江苏镇江212013;2.内蒙古 大学生命科学学院,内蒙苦呼和浩特010021) 摘要采用蒸渗仪编号法在2005年5,9月对半干旱地区(呼和浩特)不同土壤水分 条件下冷季型草坪植物生理指标进行初步研究.结 果表明,草坪植物一草地早熟禾5种植物生理指标中对不同土壤水分含量的反应 敏感度最高的是游离脯氨酸含量,其次是叶片保护酶 POD活性,再次是叶片含水量,而SOD,叶绿素含量对水分变化反应相对不敏感. 关键词土壤水分;生理指标;草坪 中图分类号$688.4文献标识码A文章编号0517—6611(21307)25—07779—02 EffectofS0ilMoistureonPhysiologicalIndexof1lrf-grass 刁G-yanetal(InstituteofIScience,JiangsuUniversity,2~aenjiang,Jiangsu212013j Abslract1llephysiologicalindexofwintemessturf-grassundercontreHedsoilmoistureWas studiedinsemiaridarea(Hohhot)bythelysimeterfrom MaytoSeptemberin2O05.11leresultsshowedthatthemostsensitivephysiologicalindexwa sfreepralinecontenttodifferentsoilmoistureamong5kinds ofphysiologicalindexesofturf-grass.enextWaslearprotectingenzynleactivitiesandPODa ctivities.FollowedWaslearwatercontent.whileSODactiv— itiesandChlomphyllcontentwereleSSsensitivetothesoilmoisture. KeywordsSoilmoisture:Physiologicalindex;?lrf一~Tass 灌溉是干旱半干旱地区绿地植被养护的主要措施.绿地 灌溉需水成为竞争用水的一个重要方面_lJ.研究干旱胁迫下 植物各生理指标的变化规律及其与抗旱性的关系具有重要意 义_2J.而目前国内关于草坪植物抗旱性的研究尚处于起步阶 段.植物形态上的变化是因为其内部生理机制接受环境刺激 而作出的反应.为此,笔者研究了不同土壤水分含量对草坪植 物生理指标的影响,以进一步研究植物形态对不同土壤水分含 量的反应,为深入研究草坪需水规律奠定基础. 1材料与方法 1.1试验材料采用蒸渗仪试验于2005年5,9月在内蒙 古大学进行.供试土壤为过筛后的细土与部分农田耕作土 壤(试验区60cm以上土壤)的混合土壤.试验用草种为2003 年种植的草地早熟禾(PoapratensisL.,优异).蒸渗仪内径 25.6cm,高25cm,底部有孔以利于排水.在蒸渗仪上装置雨 棚,以隔绝降雨. 1.2试验设计采用称重法测得田间持水量(FC)为24%. 根据田间持水量,设4个土壤供水量水平,分别为:?100%一 80%(净重9610,10000g/蒸渗仪);?80%,60%(净 重9220,9610蒸渗仪);?60%,40%FC(净重8830— 9220g/蒸渗仪);?40%,20%(净重8437,8830g/蒸渗 仪).每个处理设10个重复.每个蒸渗仪中均匀栽植14丛, 每丛20株,缓苗15d.采用灌溉一蒸散一称重方法,标定每 个蒸渗仪的土壤含水量,使其达到各预设土壤水分含量范 围.草坪修剪时留茬高度为6cm. 1.3测定项目及方法测定了在土壤水分含量变化梯度下 植物所有生理指标,测定3次,测定时间分别为6月9日,8 月11日,9月13日. 1.3.1叶片相对含水量的测定.采用称重法测定叶片相对 含水量_3J.剪下草坪植物2o片生长健叶,称其鲜重,用 报纸包好后放入65?烘箱中24h,烘干后称其干重,( 一 )/W即为叶片相对含水量. 1.3.2叶绿素含量的测定.采用吸光度法测定叶绿素含 作者简介张志燕(1977一),女,内蒙古呼和浩特人,助理研究员,从事 植物学方面的研究. 收稿日期2007—06-29 量.用95%乙醇提取新鲜叶片中叶绿体色素,在波长665和 649Bin下测定吸光度. 1.3.3游离脯氨酸含量的测定.称取0.5g叶片,剪碎后放 人具塞试管中,加5ml3%磺基水杨酸溶液,加塞后在沸水浴 中提取10min;取滤液2ITll,加2ITll水,2ITll冰醋酸和4ITll酸 性茚三酮试剂,在沸水浴中显色60min,冷却后加4ITll甲苯 萃取红色产物,待完全分层后,吸取甲苯层在520nnl处测定 吸光值.根据标准曲线计算脯氨酸含量. 1.3.4POD,SOD活性的测定.用0.05mol/L磷酸缓冲液 (pH值7.0)提取酶液,按照袁朝兴报道的方法测定POD,SOD 活性. 2结果与分析 2.1叶片相对含水量图1表明,草坪植物叶片含水量在5 , 6月各土壤水分处理均达到最高,说明此时草坪植物的生 理代谢最活跃,处于最健康状态.不同处理下的叶片含水量 呈一定的规律性变化.随着土壤含水量的下降,叶片含水量 也逐渐下降.土壤水分含量的减少使得处理?,?叶片含水 量与处理?相比分别降低了2.89%和4.92%.在高温生长 季节(7,8月),植物必须通过蒸腾作用减少体内的水分含量 以达到降温的目的,此时各处理的叶片含水量均达到最低 值,处理?,?,?叶片含水量随着土壤含水量的减少而呈现 不明显的递增趋势,处理?叶片含水量最高,处理?的叶片 含水量最低,比处理?降低了7.59%,与其他3个处理存在 0.o5水平显着差异.在8月中旬,9月中旬,处理?,?,? 的叶片含水量之间不存在差异,但是处理?的植物叶片含水 量明显低于其他处理,仍然与7,8月时的水平相近. 2.2叶绿素含量图2表明,各处理草坪植物在适宜生长 的季节(5,6月)叶绿素含量均达最高,其中土壤含水量为 加%,60%FC时草坪植物叶片叶绿素含量最低,与其他处 理存在0.05水平显着性差异,而处理?,?,?三者间不存 在差异.在高温生长季节(7,8月)叶绿素含量均处于最小 值,而且不同处理之间不存在差异.随着气温的降低,叶绿 素含量有所升高,处理?,?,?的叶绿素含量增幅较小,但 处理?的叶绿素含量比盛夏时期增加了60.74%,与其他处 理存在0.05水平显着差异.研究表明,干旱对叶绿素的形 7780安徽农业科学2Oo7年 成并未造成很大的影响.可能原因是:?影响叶绿素生成的 主要因素是温度因子,而与土壤含水量没有直接关系;?当 土壤水分下降到20%4o%FC时,草坪植物的物质生产力 受到抑制,从而地上,地下生物量都有所降低,而单位叶片质 量的叶绿素含量并没有受到影响.不同土壤水分处理下草 坪植物的叶绿素含量在各季节间差异在0.05水平显着,但 在同一季节各土壤水分处理间的差异较小.这说明在特定 的3个生长时段,干旱胁迫对叶绿素的产生还没有造成明显 的破坏作用. ???? 处理 图1草坪植物叶片含水量的比较 ???? 处理 图2草坪植物叶片叶绿素含量的比较 2.3游离脯氨酸含量脯氨酸的积累是植物对水分亏缺 的生理反应.其累积数量可作为衡量作物抗旱力的生理指 标.图3表明,各个处理条件下的草坪植物体内的游离脯氨 酸含量从5月到9月均呈上升趋势,在同一生长时期内不同 土壤水分条件下的草坪植物体内游离脯氨酸的含量均随着 土壤含水量降低呈递增趋势,即处理?<处理?<处理?< 处理?.而且处理?草坪植物体内游离脯氨酸含量在3个 时段里都在0.05水平显着高于其他处理,9月其游离脯氨酸 含量达到最高值.方差分析结果表明,处理?与处理?,?, ?间的游离脯氨酸含量在79月存在0.05水平显着差异, 而处理?,?,?三者之间不存在差异;在5—6月期间,4个 处理间不存在差异. 可见,不管草坪植物是否受到水分胁迫,游离脯氨酸在 植物体内均有积累效应,而且随着时间的推移不同土壤水分 处理下草坪植物体内游离脯氨酸含量都呈现递增的趋势. 其中,处理?增幅最大,9月处理?草坪植物游离脯氨酸含量 约为5月草坪植物游离脯氨酸含量的4.5倍,处理?增幅最 小,约为1.7倍.只有当受到水分胁迫时,游离脯氨酸的积 累效应无论在量上还是在速度上都有较大的提高,远远高于 不受水分胁迫的条件下游离脯氨酸的积累. 2.4POD,SOD活性POD是植物体内参与活性氧清除系 统的主要酶.SOD催化?02歧化生成H2o2;POD则催化H202 分解,有效降低活性氧生成?OH的含量5J.图4表明,POD 活性的差异表现在各生长季节以及同一生长季的不同土壤 水分处理间.对各生长季的不同水分处理间POD活性的比 较结果表明,随着土壤含水量的降低,草坪植物叶片POD活 ,9月不同水分处理植物POD活性差异 性呈递增趋势,其中 最为明显,处理?植物POD活性达到最高值.可见,在干旱 胁迫条件下,草坪植物体内保护酶活性对水分变化比较敏 感.图5表明,在同一生长季内,随着土壤含水量的降低, SOD活性呈增强趋势,但是不同土壤水分处理间并不存在差 异,SOD活性的差异则只表现在不同生长季之间. 鼍 菱 萎 早 害 8 { 掣 地 垦 蔑 呈 犁 烛 萤 处理 图3草坪植物叶片中游离脯氨酸含量的比较 ???? 处理 图4草坪植物叶片中POD活性的比较 ???? 处理 图5草坪植物叶片中SOD活性的比较 3结论与讨论 (1)草坪植物叶片含水量不仅与土壤含水量有关,而且 与生长季节有关.研究表明,随着土壤含水量的下降,植物 (下转第7791页) 加? 如 枷瑚啪?枷瑚0 I{州,萼始 枷姗抛0 35卷25期易庆平等植物总基因组DNA提取纯化方法综述779l 在一定范围内DNA样品中蛋白质含量的高低,可能不是影 响PCR扩增的重要因素,去除RNA后尚未纯化的DNA作为 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 进行RAPD扩增也能得到和纯化后一致的条带.但是, 用EcoRI和HindIII检测表明,未纯化的DNA不能用于酶 切l20-21].目前检测DNA的纯度最常用的方法是测定DNA 在230,260,280ilia的吸收值,通过计算OD260/0D280来评 价DNA的纯度,通常认为OD260/0D280在1.8,2.0表明 DNA的纯度较好.尽管这种方法用得很普遍,但并不可靠, 因为核酸在260ilia处的吸收很强,只有存在高水平蛋白质杂 质时才会引起这2个波长下吸收值的比值发生明显改变J. 检测DNA纯度最佳的办法是采用EeoRI,HindIII等限制性核 酸内切酶对DNA进行酶切消化,只有能被酶切完全并可用 作PCR模板的基因组DNA,才能证明其纯度高,所含蛋白质, 多糖类等杂质少,才能进一步用于AFLP,RFLP,Southern杂交 等分子生物学的研究. 5展望 快速,经济地从植物样品中提取高产量,高纯度的基因 组DNA已成为植物分子生物学研究的首要问题.今后,基 因组DNA提取方法研究的发展将趋于用非有机溶剂提取法 替代传统的有机溶剂提取;实现一步提取法,省去繁琐的提 取和多次离心过程,更适于批量操作;利用物理吸附法,操作 简便,提取效率高,对基因组DNA没有损伤作用,适宜于自动化操作;提取过程自动化,把基因组DNA的提取与其他分 子生物学技术(毛细细管电脉,PCR,基因芯片技术等)结合 起来,实现从样品处理到基因分析过程的全部自动化操作. 参考文献 [1]CSAIKLUM,BAST[ANH,BRETrSCHNEIDERR,eta1.C(哪pavearlaly— sis0fdifferentDNAextractionprotocols.Afast,universalmaxi一q?m0f highqLItyplantDNAforgeneticevaluationandphylog~eticstudiesEJ]. PlantMol~-ularBidogyR印嘣,1998,61:69—86. [2]MILLIGANBG,HOEIZELAR.PlantDNAisolationinmolmalargenetic (上接第7780页) 叶片含水量也逐渐下降;随着季节的变化,在高温季节(7, 8月)各处理的草坪植物叶片含水量均达最低值,而在5,6 月各处理的草坪植物叶片含水量均达到最高值. (2)脯氨酸是植物体内的一种重要渗透调节物质,对干 旱胁迫反应非常敏感.试验表明,当受到水分胁迫时,游离 脯氨酸的积累效应在量上和速度上都得到大大加强,远远 大于不受水分胁迫条件下游离脯氨酸的积累.其原因可能 是:?由于合成受激,正常叶片脯氨酸抑制了其自身的合 成,而干旱叶片中脯氨酸并不抑制其自身的合成;?氧化受 到抑制;?干旱抑制了蛋白质的合成,从而也抑制了脯氨酸 参与蛋白质的合成作用l6J. (3)有研究指出,干旱胁迫破坏了植物体自由基的产生 与清除间的平衡,降低了自由基清除系统的酶活力_5j.试 验表明,随着土壤含水量的降低,草坪植物叶片中POD活性 呈递增趋势.这说明干旱胁迫促使自由基产生,而活性氧 - I,- analysis0fpopul~onsIM1.Oxfoid:OxfoidUniversityPress,1992:143. [3]戴兰,陈俊愉,高荣孚,等.DNA提纯方法对9种菊属植物RAPD的影 响[J].园艺,1996,23(2):169—174. [4]CHENGFS,BROWNSK,WEEDENNF.ADNA~/'actionprotocolfrom variottstissuesinwoodyspecie~[J].HortScience,1997,32(5):921—925. [5]裴杰萍,端青.DNA提取方法的研究进展[J].微生物学免疫学进展, 2OO4,32(3):76—78. [6]马小军,汪小全,蔡美琳,等.野山参微量DNA提取方法的研究[J].中 国中药杂志,1999,24(4):16—20. [7]张博,张露,诸葛强,等.一种高效的树木总DNA提取方法[J].南京林 业大学:自然科学版,2OO4,28(1):22—27. [8]黄椰林,施苏华,钟扬,等.一种从特殊材料中制备PCR模板的新方法 [J].科学通报,2001,46(21):2055—2057. 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