硫营养对作物生理抗旱性指标的影响

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干旱是限制农业生产的重要因素之一,解决干旱问题的重要途径之一就是提高作物自身的抗旱性。硫作为作物所必需的营养元素,在作物的生长代谢过程中起着许多重要的作用。已有的研究显示,硫素能促进作物体内含硫化合物的代谢,对植物体内光合色素的合成、酶活性及蛋白质的合成与代谢具有重要作用。硫营养可以调控一些通道蛋白的功能,对诸如水分和无机营养离子的跨膜转运同样具有重要的作用。因此,研究硫素对作物生理抗旱性指标的影响,对揭示植物营养的生理学机理具有重要的理论意义,同时对指导旱地农田合理的水肥调控具有重要的应用价值。本研究选用玉米和不同品种小麦为材料,采用室内水培和盆栽试验的方法,通过控制不同的硫水平,研究在干旱胁迫条件下硫素对作物叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白、谷胱甘肽含量及其 GSH-过氧化物酶活性的影响,意在了解硫素在作物抗旱性方面的作用,对进一步认识作物的生理抗旱性机理提供一些科学的理论依据。本实验获得了以下主要结果:1. 硫营养对作物苗期叶片中光合色素含量具有显著的影响。增加硫营养供应对提高叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量具有非常重要的作用。随着营养液中硫浓度的增加,功能叶片中叶绿素含量有明显的提高,并且硫营养对叶绿素含量的影响可能存在一个浓度阈值;干旱可明显导致叶绿素含量的降低,但随着营养液中硫浓度的增加,对功能叶片中叶绿素含量的降低有明显的抑制作用;在复水过程中硫营养表现出明显的效应,其叶绿素含量会得到不同程度的恢复。2. 通过水培和盆栽试验发现,水分敏感型和抗旱型品种间不仅对干旱的响应有所不同,而且对硫营养的敏感性亦有区别。玉米及高水肥小麦品种无论 Chla 或 Chlb 对硫营养的响应均比较敏感,“施硫”处理的叶绿素含量显著大于“低硫”处理。3. 随着干旱程度的加剧,作物叶片中 MDA 及可溶性蛋白含量上升,当干旱被解除后,MDA 及可溶性蛋白含量又有所下降。供硫处理的叶片 MDA 及可溶性蛋白含量皆比无硫处理的低,说明硫素可以减轻干旱所引发的膜脂过氧化伤害,对维护脂膜的完整性以及对脂膜的修复有一定的积极作用。4. GSH 含量与植物的抗旱性具有密切的关系。干旱胁迫下,供试小麦叶片的 GSH含量升高,干旱解除后,GSH 含量有所下降。不同抗旱性品种之间存在一定的差异,谷胱甘肽含量高是抗旱性品种陕合 6 号的一种特征。植物体内 GSH 的积累与硫营养有关,<WP=6>供硫处理具有较高的含量,而硫胁迫时亦可导致其含量增加。在无硫条件下尽管抗旱性品种陕合 6 号的 GSH 含量仍较高,但其对干旱胁迫有明显的反应,-SD 处理比-SH处理增大了 45.45%,表现出抗旱品种的应激反应能力,并与供硫处理有所区别。对水分敏感型品种郑引 1 号,缺硫时供水处理(-SH)与干旱胁迫处理(-SD)的 GSH 含量差异不大,表明硫营养胁迫对水分敏感型品种的抗旱应激反应能力有一定影响。5. 干旱胁迫同样导致 GSH—PX 活性的显著变化。在干旱胁迫的 24h 内 GSH—PX 活性急剧增大,随着干旱加剧其活性逐渐下降。硫营养能够提高 GSH—PX 活性。
中文摘要第5-7页
英文摘要第7页
第一部分 文献综述第11-23页
    第一章 土壤中的硫及其生物学作用第11-23页
        1.1 土壤中的硫第11-14页
            1.1.1 土壤中硫的含量第11-12页
            1.1.2 土壤中硫的形态第12页
            1.1.3 土壤中硫的分第12-14页
        1.2 硫的生物作用第14-19页
            1.2.1 参与光和作用第14-15页
            1.2.2 硫与酶活性第15-16页
            1.2.3 参与蛋白质合成第16-17页
            1.2.4 脂类合成第17页
            1.2.5 硫与植物的抗逆性第17-19页
            1.2.6 硫素在其他方面的作用第19页
        1.3植物对硫素的吸收第19-23页
            1.3.1 硫在植物体内的储存和再分配第20-21页
            1.3.2 植物体内硫酸盐的转运体及其同化途径ll第21-23页
第二部分 实验部分第23-46页
    第二章 干旱胁迫下硫对水培玉米叶片中叶绿素含量的影响1第23-27页
        2.1 材料及方法第23-24页
        2.2 结果与分析第24-26页
            2.2.1 不同硫水平对玉米叶绿素含量的影响第24-25页
            2.2.2 干旱及复水过程中硫水平对玉米叶绿素含量的影响第25-26页
        2.3 讨论第26-27页
    第三章 干旱胁迫下硫对不同品种小麦光和色素含量的影响第27-34页
        3.1 材料及方法第28页
            3.1.1 实验材料第28页
            3.1.2 实验方法第28页
                3.1.2.1 水培实验第28页
                3.1.2.2 盆栽试验第28页
        3.2 结果与分析第28-32页
            3.2.1 水培试验第28-30页
                3.2.1.1 干旱及复水过程中硫对水培小麦叶片中叶绿素a含量的影响第28-29页
                3.2.1.2 干旱及复水过程中硫对水培小麦叶绿素b含量的影响第29-30页
            3.2.2 盆栽试验第30-32页
                3.2.2.1 渐进干旱过程中硫水平对小麦叶绿素含量的影响第31-32页
                3.2.2.2 渐进干旱过程中硫水平对小麦类胡萝卜素含量的影响第32页
        3.3 讨论第32-34页
    第四章 干旱胁迫下硫对作物膜质过氧化的影响第34-39页
        4.1 材料与方法第34-35页
            4.1.1 实验材料第34-35页
            4.1.2 实验方法第35页
        4.2 结果与分析第35-37页
            4.2.1 干旱胁迫下硫对丙二醛(MDA)含量的影响第35-37页
                4.2.1.1 干旱及复水过程中硫对水培小麦MDA含量的影响第35-36页
                4.2.1.2 干旱及复水过程中硫对水培试验玉米MDA含量的影响第36页
                4.2.1.3 干旱胁迫下硫对盆栽试验中小麦叶片中MDA含量的影响第36-37页
            4.2.2 干旱胁迫下硫对小麦叶片可溶性蛋白含量的影响第37页
        4.3 讨论第37-39页
    第五章 干旱胁迫下硫对作物体内GStH及GSH-0PX的影响第39-44页
        5.1 材料与方法第40页
            5.1.1 实验材料第40页
            5.1.2 试验方法第40页
        5.2 结果与分析第40-42页
            5.2.1 干旱及复水过程中硫对GSI-{含量的影响第40-41页
            5.2.2 干旱胁迫下硫对GSt{一PX活性的影响3l第41-42页
        5 3 讨 论 第42-44页
    第六章 研究的意义、特色及取得的结果第44-46页
        6.1 研究的意义第44页
        6.2 研究特色第44-45页
        6.3 研究所得主要结果第45-46页
参考文献第46-54页
致谢第54-55页
个人简介第55页
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