干旱胁迫对光叉委陵菜根系特征、结构和生理特性的影响

doi:10.11686/cyxb2020521

摘要/Abstract

摘要：

以光叉委陵菜的多年生植株作为试验材料，通过自然控水法，研究不同干旱处理对植株根系的表型特征、超微结构和生理指标的影响，探究光叉委陵菜的耐旱性。结果表明：干旱胁迫下，光叉委陵菜根系总长度、总表面积、总体积和平均直径持续增加，根系干重在0~15 d增加，20~25 d干重显著降低（P<0.05）。随干旱胁迫程度的增加，根系细胞壁变形破损，线粒体解体消失，淀粉粒出现并不断膨大。丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量在25 d内持续升高，可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性在0~15 d显著升高，在20~25 d均显著下降（P<0.05）；复水后，脯氨酸含量下降但不显著（P>0.05），MDA含量、可溶性蛋白含量、SOD活性均出现显著降低（P<0.05）。综合来看，光叉委陵菜能耐20 d的自然干旱，具有较强的抗旱性，这为东北地区选育耐旱植物提供了参考。

关键词: 光叉委陵菜, 干旱胁迫, 根系特征, 结构特征, 生理特性

Abstract:

In this research a natural water control method was used to study the effects of different drought treatments on the phenotypic characteristics， ultrastructure and physiological indexes of roots of Potentilla bifurca var. glabrata and to explore the drought tolerance of this species. It was found that under drought stress， the total root length， total surface area， total volume and average diameter of P. bifurca var. glabrata increased continuously over days 0-25. The root dry weight increased over days 0-15 d， but decreased significantly over days 20-25 d （P<0.05）. With increased drought stress， the root cell wall was deformed and damaged， the mitochondria disintegrated and disappeared， and starch grains appeared and continuously expanded. Malondialdehyde （MDA） content and proline content were increased over days 0-25. Soluble protein content and superoxide dismutase （SOD） activity increased significantly over days 0-15， and decreased significantly over days 20-25 d （P<0.05）. After rehydration， the contents of proline and soluble protein decreased nonsignificantly （P>0.05）， while MDA content and SOD activity decreased significantly （P<0.05）. Generally speaking， P. bifurca var. glabrata can endure natural drought for 20 d and has strong drought resistance. These results provide information for the breeding of drought-tolerant plants in Northeast China.

Key words: Potentilla bifurca var. glabrata, drought stress, root system characteristics, structural characteristics, physiological characteristics

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图/表 4

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时间Time （d）	根长 Root length （cm）		根总表面积 Total surface area （cm²）		根体积 Root volume （cm³）		根系平均直径 Average root diameter （mm）		根系干重 Root dry weight （g·plant^-1）
时间Time （d）	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group
0	35.39±0.49b	34.95±0.78b	4.48±0.13c	4.50±0.08b	0.10±0.01b	0.10±0.01b	0.40±0.02c	0.39±0.02b	0.47±0.01b	0.47±0.01b
5	42.41±0.55b	40.60±0.91b	4.81±0.09b	4.75±0.06b	0.12±0.01b	0.10±0.01b	0.50±0.03b	0.49±0.02a	0.47±0.01b	0.47±0.18b
10	55.58±1.25a	53.67±0.78b	5.37±0.05a	5.23±0.06a	0.14±0.01a	0.13±0.01b	0.52±0.01a	0.50±0.01a	0.52±0.02a	0.62±0.04a
15	63.55±0.93a	60.41±0.64b	5.78±0.06a	5.56±0.06a	0.18±0.01a	0.17±0.01b	0.56±0.01a	0.53±0.01a	0.56±0.01a	0.65±0.64a
20	71.38±0.61a	67.57±0.88a	5.97±0.03a	5.89±0.03a	0.19±0.01a	0.18±0.01a	0.60±0.01a	0.59±0.01a	0.57±0.01a	0.26±0.04c
25	78.60±0.67a	76.35±0.55a	6.15±0.07a	6.05±0.05a	0.19±0.01a	0.18±0.05a	0.68±0.01a	0.64±0.01a	0.56±0.01a	0.22±0.04c

时间Time （d）	根长 Root length （cm）		根总表面积 Total surface area （cm²）		根体积 Root volume （cm³）		根系平均直径 Average root diameter （mm）		根系干重 Root dry weight （g·plant^-1）
时间Time （d）	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group	对照组 Control group	胁迫组 Coercion group
0	35.39±0.49b	34.95±0.78b	4.48±0.13c	4.50±0.08b	0.10±0.01b	0.10±0.01b	0.40±0.02c	0.39±0.02b	0.47±0.01b	0.47±0.01b
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时间 Time （d）	细胞壁厚度 Cell wall thickness （μm）	淀粉粒平均直径 Average starch granule diameter （μm）	淀粉粒个数 Starch granules （number）	线粒体个数 Mitochondria （number）
0 （自然状态State of nature）	0.84±0.26a	0.00±0.00d	0.00±0.00c	3.33±0.58a
5 （轻度胁迫Mild stress）	0.36±0.05b	0.61±0.08c	11.33±1.86a	1.37±0.32b
15 （中度胁迫Moderate stress）	0.33±0.03b	1.24±0.37b	5.33±0.88b	0.79±0.23c
25 （重度胁迫Severe stress）	0.30±0.08b	2.06±0.21a	6.00±1.15b	0.00±0.00d

时间 Time （d）	细胞壁厚度 Cell wall thickness （μm）	淀粉粒平均直径 Average starch granule diameter （μm）	淀粉粒个数 Starch granules （number）	线粒体个数 Mitochondria （number）
0 （自然状态State of nature）	0.84±0.26a	0.00±0.00d	0.00±0.00c	3.33±0.58a
5 （轻度胁迫Mild stress）	0.36±0.05b	0.61±0.08c	11.33±1.86a	1.37±0.32b
15 （中度胁迫Moderate stress）	0.33±0.03b	1.24±0.37b	5.33±0.88b	0.79±0.23c
25 （重度胁迫Severe stress）	0.30±0.08b	2.06±0.21a	6.00±1.15b	0.00±0.00d

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