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裸果木幼苗根系形态和生理特征对水分胁迫的响应

         
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裸果木起源于地中海,为亚洲中部荒漠区分布的第三纪孑遗植物种,对研究旱生植物演化过程具有重要价值.本研究以一年生裸果木实生苗为对象,于2018年开展盆栽试验,设置4个水分处理,包括对照和轻度、中度、重度水分胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的45％～50％、30％～35％、15％～20％和5％～10％,通过称重法控制水分,每个处理10个重复,测定分析根系形态和生理指标对干旱胁迫的响应规律.结果表明,水分胁迫使裸果木幼苗根长和根表面积显著减小;重度水分胁迫下根系生物量显著降低;中度和重度水分胁迫促使根冠比显著增大,细根比根长和比表面积增大,束缚水含量/自由水含量(Va/Vs)显著增大;水分胁迫导致根系活力显著下降.土壤水分含量降低时,根系脯氨酸含量先减小后显著增大,而可溶性糖和可溶性蛋白含量变化与之相反.在水分胁迫下,根系丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2-)含量均显著升高,根系细胞膜系统受到了明显伤害,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,过氧化物酶(POD)活性明显降低,过氧化氢酶(CAT)活性显著增强.总之,干旱胁迫下,裸果木幼苗形态上通过增大根冠比、细根比根长和比表面积来提高水分吸收效率;生理上通过降低代谢强度,减少水分消耗;主动积累有机溶质,降低细胞渗透势;增强SOD和CAT酶活性,减轻细胞膜伤害.

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