检索历史 清除

摘要水分是植物进行光合自养作用并赖以生存的前提条件，干旱胁迫的程度直接影响植物的生长发育。干旱胁迫可以导致叶片蒸腾量过大、细胞失水、膜脂过氧化、叶绿素结构破坏，严重时会导致作物死亡。足够的水分供应才能满足植物生长的需要，但是过度灌溉同样会影响植物的正常生长，导致水资源的浪费。本文以苗期番茄和诸葛菜为实验对象，研究了不同的干旱条件对其生长和碳酸酐酶基因表达的影响，以期进一步了解干旱与相关基凶表达的关系，并为优化灌水时间和频率，降低水资源浪费提供理论依据。<br>　　番茄和诸葛菜种植于不同干旱强度9％、12％、15％、18％、21％、30％土壤含水量的条件下，测定了苗期番茄和诸葛菜叶片光合作用、光合作用相关酶(CA、PEP、RuBPCase)活性、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、CA基因表达及同一时期相同处理不同部位CA基因表达量等指标。所取得的结果如下:<br>　　1.在不同干旱梯度9％、12％、15％、18％、21％、30％土壤绝对含水量处理下，土壤绝对含水量为15％时，番茄光合速率达到最大，胞间二氧化碳浓度较低，气孔开度较高，此时对于番茄植株的生长发育和生物量积累等生理活动是较优的。土壤含水量为18％时诸葛菜光合速率达到最大，胞间二氧化碳浓度较高，水分利用效率较高。<br>　　2.在不同干旱梯度9％、12％、15％、18％、21％、30％土壤绝对含水量处理下，番茄叶片的Rubisco、PEPC、CA分别在土壤绝对含水量为18％、21％、18％时达到最大，说明20％左右的土壤绝对含水量对于番茄的生长和生物量积累最为有利。诸葛菜叶片的Rubisco、PEPC、CA分别在土壤绝对含水量为18％、21％、15％时达到最大，此时对于诸葛菜幼苗的光合作用具有最大的催化促进作用。<br>　　3.在对番茄叶片生理指标的影响中，15％土壤绝对含水量处理下番茄叶片的SOD和POD活性最高，12％土壤绝对含水量时CAT活性达到最大，此时能够最有效的防止MDA等膜质过氧化物和活性氧的积累，有利于植株的生长和发育。不同干旱强度对诸葛菜叶片生理指标的影响中，当土壤绝对含水量为15％时，以SOD为主的抗氧化酶活性达到最大，能够最有效的防止活性氧的积累，避免膜质过氧化，使植株叶片水势维持在较高的水平。<br>　　4.番茄在15％土壤绝对含水量的干旱强度处理下胞质CA表达大于其他处理组。诸葛菜在12％土壤绝对含水量的干旱处理处理下胞质CA表达大于其他处理组，达到最大值。中度干旱胁迫下胞质CA基因表达大于轻度和重度胁迫下的表达，可能是中度干旱胁迫下CA活性高的一个方面原因。过度的干旱胁迫导致蛋白质核苷酸等的降解，进而失去酶活性，最终导致CA的失活。<br>　　5.根据基因表达与酶活性对干旱胁迫响应的规律，对于番茄和诸葛菜的种植，当土壤绝对含水量为15％时最适合生长，灌溉时应以15％土壤绝对含水量为标准进行控水。对于其他作物同样可以通过光合仪测定出相关酶活性达到最大时的Pn等生理指标，就能得出最有利于作物生长的水分条件，为确定设施蔬菜合理灌溉时间点及灌溉量提供了一种快速、高效的方法，有利于减少水资源的浪费。<br>　　总之，番茄和诸葛菜叶片相关酶活性变化规律与光合速率变化规律一致，与活性氧和MDA等有害物质的积累速率成反比，根据基因表达与酶活性对于旱胁迫响应的规律，通过光合仪测定出相关酶活性达到最大时的光合速率等生理指标，就能得出最有利于蔬菜生长的水分条件，为确定设施蔬菜合理灌溉程度提供了一种快速、高效的方法，有利于减少水资源的浪费。