干旱胁迫下菊芋叶片光合变化规律研究

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1、干旱胁迫下菊芋叶片光合变化规律研究李屹，王丽慧，赵孟良，孙雪梅，李莉（青海省农林科学院菊芋研发中心／青海省蔬菜遗传与生理重点实验室，西宁８１００１６）摘要：试验以菊芋（ＨｅｌｉａｎｔｈｕｓｔｕｂｅｒｏｓｕｓＬ．）品种青芋１号（Ｈ．ｔｕｂｅｒｏｓｕｓｃｖ．ＱｉｎｇｙｕＮｏ．１）和青芋２号（Ｈ．ｔｕｂｅｒｏｓｕｓｃｖ．ＱｉｎｇｙｕＮｏ．２）为材料，采用聚乙二醇模拟干旱胁迫方法，对菊芋叶片光合作用相关参数的响应特征进行了研究。结果表明，干旱胁迫对菊芋的净光合速率、蒸腾速率及气孔导度的影响一致；胁迫强度越大，植株的净光

2、合速率、蒸腾速率、气孔导度就越低，且对青芋２号的影响更大；干旱胁迫对菊芋叶片胞间ＣＯ２浓度的影响则相反，胁迫时间越长，菊芋的胞间ＣＯ２浓度越高，品种间也无差异；干旱胁迫下２个品种的水分利用效率变化趋势基本一致，但青芋２号的水分利用效率波动较青芋１号的要剧烈；随着干旱胁迫时间的延长，菊芋叶片的叶绿素含量会有小幅下降，但不同的胁迫强度对叶绿素含量影响不大。在干旱胁迫下，青芋１号的光合作用强于青芋２号，蒸腾速率低于青芋２号，反映出青芋１号比青芋２号更适合在较干旱的地区种植。..关键词：菊芋（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓｔｕｂ

3、ｅｒｏｓｕｓＬ．）；干旱胁迫；光和作用；规律研究中图分类号：Ｓ６３２．９；Ｑ９４５．７８；Ｑ９４５．１１文献标识码：Ａ：０４３９－８１１４（２０１５）０4－０886－０7ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．０4．０29收稿日期：２０１４－０６－０５基金项目：青海省科学研究计划项目（２０１２－Ｈ－８０９）简介：李屹（１９７３－），女，河南巩县人，研究员，主要从事蔬菜生理生化研究，（）１３５１９７７７６８５（电子信箱）ｌｙ５２５４１４＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ；通信，李莉，女，研究

4、员，主要从事蔬菜栽培生理与育种研究，（电子信箱）ｙｙｓｌｉｌｉ＠１６３．ｃｏｍ。菊芋（ＨｅｌｉａｎｔｈｕｓtｕｂｅｒｏｓｕｓＬ．）俗名洋姜、鬼子姜，是菊科（Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ）向日葵属（ＨｅｌｉａｎｔｈｕｓＬ．）多年生草本植物，其用途广泛，在食品保健、生物发酵、环境保护、生物燃料等发面均有应用［１］。菊芋抗旱、抗寒、耐贫瘠，是一种抗逆性极好的植物；受耕地面积的限制，在干旱地区大规模种植菊芋将是菊芋发展的必然趋势［２］，青海省是国内菊芋种植、加工规模最大的省份，菊芋累计推广面积达到８０００ｈｍ２以上［３］，现在

5、菊芋种植已成为当地增加农民收入、促进地方经济发展的特色产业；随着加工业的发展，菊芋年种植面积将达到３．３４万ｈｍ２。目前，菊芋主要集中在水浇地种植；为实现其发展“不与人争粮争油、不与粮争水争地”的目标，势必要利用菊芋抗逆性强的优势拓展种植区域，并为抗旱品种的选育及抗旱性评价创造条件，进而对产业发展布局作出合理规划。为此，试验开展了模拟干旱胁迫条件下不同品种菊芋叶片光合参数响应特征的研究，以期为菊芋抗旱品种选育、抗旱栽培措施的选择以及拓展区域奠定科学基础。１材料与方法１．１材料供试菊芋植物材料为青海省农林科学院菊

6、芋研发中心自主选育的青芋１号（Ｈ．ｔｕｂｅｒｏｓｕｓｃｖ．ＱｉｎｇｙｕＮｏ．１）、青芋２号（Ｈ．ｔｕｂｅｒｏｓｕｓｃｖ．ＱｉｎｇｙｕＮｏ．２）２个菊芋品种；模拟干旱胁迫剂聚乙二醇（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ，ＰＥＧ）为市售，杀真菌剂为青海省蔬菜遗传与生理重点实验室自配；仪器主要有ＥＣＡ－ｐＢ０４０２型光合测定仪（北京益康农科技有限公司）、ＣＣＭ－２００型便携式叶绿素测定仪（北京澳作生态仪器有限公司）。１．２方法试验于２０１３年３~８月进行，地点在青海省农林科学院实验场，利用聚乙二醇高渗溶液模拟干旱胁迫

7、环境，研究了聚乙二醇溶液处理菊芋后叶片光合参数的变化。采用双因素试验设计，在２０１３年３月，选择无腐烂、无病虫、生长充实、重量在３０～５０ｇ的菊芋块茎，先用自来水、再用去离子水冲洗干净，然后放入０．０５％的杀真菌剂里进行表面灭菌；取灭菌后的顶芽，装入盛有石英砂的花盆中栽植，表面覆盖石英砂１．５～２．０ｃｍ。隔日浇１次Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液，充分淋洗，自然光照。待第三片叶长出后，选取长势均匀、大小一致的种植盆（株），编上序号；在出苗３０ｄ后，将２个菊芋品种分别分成７个组，每组３０盆，取6个组每盆浇入聚乙二醇溶液２

8、００ｍＬ；聚乙二醇溶液浓度（质量分数）有３种，分别是１０％、２０％、３０％，每个品种都进行聚乙二醇溶液浓度处理，也就是１０％、２０％和３０％聚乙二醇溶液处理各２个组，空白对照１个组，只浇１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液。１．３光合参数测定２０１３年７月１４日和１５日，分别在全天的７个时间点（６∶００、８∶００、１０∶００、１２∶００、１４∶００、１６∶００、１８∶００）测定２个菊芋品种叶片