不同水分胁迫下接种印度梨形孢对白榆生理特性的影响

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白榆(Ulmus pumila L.)具有抗干旱、抗盐碱、耐严寒等特性,是我国北方地区防护林、用材林营建及沙荒地、盐碱地造林的主要树种之一。水分胁迫影响植物生长发育,人工接种真菌能够有效地缓解水分胁迫产生的危害,提高其抗逆性。基于此,本研究以两种白榆品系(Y9、Y65225)为实验材料,通过接种印度梨形孢(Piriformospora indica)(PI),探究接种对四种水分胁迫(田间持水量28%的25%、50%、75%、100%)下两种白榆品系接生长、光合作用、叶绿素荧光、叶绿素含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质、丙二醛含量等的影响,阐明接种PI对白榆抗逆性的作用效果,为进一步丰富干旱区造林种质材料及配套技术,提高干旱区植被构建质量提供理论依据与技术参考。研究结果如下:(1)接种印度梨形孢可缓解水分胁迫对白榆叶片、枝条的影响。随着水分梯度降低,Y9、Y65225白榆的绿叶数量、侧枝增长量均不断减少,两种白榆均通过减少叶片数量、面积来降低水分流失;与对照(CK)相比,接种PI能够有效缓解白榆叶片发黄、凋落,提高新生枝条生长量;接种后的2种白榆品系在25%水分处理下仍可正常生长,且生长状态优于CK。(2)接种印度梨形孢可提高水分胁迫下白榆的气体交换参数与光能利用效率。随着水分梯度降低,Y9、Y65225的Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ呈降低趋势,NPQ呈上升趋势;相同水分处理下,接种PI处理的Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ、NPQ值均高于CK,接种PI能够通过提高PSII反应中心的开放程度来增强白榆的光能利用效。相同水分处理下,接种PI处理的Pn、Tr、Ci、Gs值高于CK,且Ls值低于CK,影响白榆光合速率的主要因素为气孔限制因素;两种白榆光合作用受抑制程度随水分处理梯度的降低而加深,接种PI可降低白榆叶绿素分解速率,提高其Chl、Chla、Chlb含量,进而提高其光合作用,缓解干旱胁迫对白榆的损害。(3)接种印度梨形孢可提高水分胁迫下白榆的抗旱生理性。随着水分梯度降低,Y9、Y65225的MDA含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质总体上逐渐升高,同一水分处理下,接种PI处理的MDA含量均低于CK,SOD、POD、CAT活性高于CK,渗透调节物质含量较CK有一定程度的提高。接种PI提高了白榆的抗氧化酶活性,增强了抗氧化防御系统,提高了白榆的渗透调节物质含量,降低了白榆的丙二醛含量,减轻了膜脂过氧化损伤。(4)综合评价分析。通过对4个水分处理梯度与两种白榆品系的24个指标进行相关性分析并计算各指标的隶属函数值,结果为PI65225(0.6143)>PI9(0.5548)>CK65225(0.5415)>CK9(0.4958),说明在胁迫下接种PI能够提高白榆的耐旱性,且接种PI与CK处理下Y65225的耐旱性均高于Y9。两种白榆品系最适水分处理不同,CK9与PI9在75%水分处理下隶属函数值最大,CK65225与PI65225在100%水分处理下隶属函数值最大。同一水分处理下,两种白榆接种PI与CK处理的隶属函数值不同,25%水分处理下PI9隶属函数值最高;50%、75%、100%水分处理下PI65225隶属函数值最高。
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