桉樹無性系凍害脅迫與抗寒鍛煉實(shí)驗(yàn)與生理特性的評(píng)價(jià).pdf

1、桉樹優(yōu)良無性系造林具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，而推廣桉樹造林的一個(gè)主要限制因子是凍害。多年的研究發(fā)現(xiàn)，桉樹不同種源或家系間抗寒能力差別很大，篩選抗凍桉樹無性系的研究具有重大的意義。 近年來，隨著桉樹抗凍性研究的不斷深入，凍害研究和實(shí)驗(yàn)正逐漸從田間轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)室，但是對(duì)桉樹凍害脅迫與抗寒鍛煉室內(nèi)模擬的研究目前還沒有報(bào)道。即便是對(duì)電導(dǎo)率這樣一個(gè)重要的抗凍性指標(biāo)，桉樹無性系的研究方面，對(duì)其在不同的處理溫度及處理時(shí)間下的變化規(guī)律也還沒有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

2、所以，目前國內(nèi)報(bào)道的桉樹無性系抗凍性實(shí)驗(yàn)多任意選用某個(gè)或某些零下低溫進(jìn)行粗糙的室內(nèi)模擬。然而，處理時(shí)間和處理溫度作為凍害與抗寒鍛煉的2個(gè)主要因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)室抗凍性研究的成敗起著很大的作用，有必要就這2個(gè)因素與抗凍性之間的關(guān)系做更深入的研究，以便為人工低溫脅迫和抗寒鍛煉的室內(nèi)模擬提供一些有力的依據(jù)。 桉樹抗寒鍛煉的研究同樣具有重要的意義?？购憻掃^程是一個(gè)零上低溫誘導(dǎo)植物抗凍性的過程，在自然環(huán)境下表現(xiàn)為冬前溫度逐漸降低，植物生長逐漸

3、停止而抗凍性逐漸增強(qiáng)的過程。如果沒有經(jīng)過抗寒鍛煉，而直接對(duì)桉樹無性系進(jìn)行零下低溫凍害脅迫，所測定出來的抗凍性是在抗凍性相關(guān)基因未經(jīng)零上低溫誘導(dǎo)而充分表達(dá)時(shí)的抗凍性，不能很好地反映基因型間的差異，也不能反映基因充分表達(dá)時(shí)的表型差異，如此評(píng)價(jià)的抗凍性表型，難以跟分子標(biāo)記擴(kuò)增圖譜所反映的基因型相符，給桉樹抗凍基因型的篩選造成很多困難。 目前抗凍性相關(guān)基因的研究成果還發(fā)現(xiàn)，植物的抗凍性包括“基礎(chǔ)抗凍能力”與“抗寒鍛煉能力”，它們對(duì)植物抗

4、凍性的貢獻(xiàn)水平和作用機(jī)理是不同的?！盎A(chǔ)抗凍能力”強(qiáng)的，其“冷鍛煉能力”不一定強(qiáng)，因此“總體抗凍性”強(qiáng)的植株在不同鍛煉條件下不一定表現(xiàn)出相同的抗凍性。顯然，沒有綜合“基礎(chǔ)抗凍能力”與“冷鍛煉能力”來研究和評(píng)價(jià)抗凍性，就無法合理篩選出抗凍的基因型，也給實(shí)驗(yàn)室的研究成果在生產(chǎn)上的應(yīng)用造成困難。 本文的主要研究內(nèi)容是，通過實(shí)驗(yàn)研究處理溫度和處理時(shí)間對(duì)凍害的影響程度，并根據(jù)這種影響規(guī)律設(shè)計(jì)出一個(gè)較為合理的凍害脅迫和抗寒鍛煉方法，對(duì)生產(chǎn)上

5、經(jīng)濟(jì)效益最高的10種桉樹無性系進(jìn)行抗寒鍛煉與凍害脅迫的室內(nèi)模擬，將抗凍性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則分解為抗寒鍛煉性、凍害程度與萌芽恢復(fù)能力3個(gè)方面，測定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)，計(jì)算各無性系的綜合抗凍性權(quán)重，從中篩選出最抗凍與最不抗凍的桉樹無性系，為將來桉樹抗凍性蛋白質(zhì)組學(xué)分析、基因組學(xué)分析和抗凍相關(guān)基因的克隆與轉(zhuǎn)基因研究做一些基礎(chǔ)工作。 本文的主要結(jié)論有：[1]2h可以作為桉樹凍害脅迫實(shí)驗(yàn)中同一零下低溫持續(xù)處理的處理時(shí)間，一些無性系的抗寒鍛煉臨界溫度可

6、能是0℃，并且-8℃脅迫處理足夠用于測定桉樹無性系的半致死溫度。 1[2]在相同低溫處理后再經(jīng)脅迫時(shí)，不同無性系間電導(dǎo)率的差異達(dá)到了顯著水平，可以用來比較相同處理后桉樹無性系間凍害程度的差異。桉樹凍害的程度與抗寒鍛煉處理的水平有關(guān)。 [3]不同的低溫處理之間半致死溫度的差異性達(dá)到極顯著水平，可以根據(jù)半致死溫度比較桉樹無性系不同處理的抗凍性差異。 [4]通過比較鍛煉前的CK0與鍛煉后的max△LT50，可以將無性系

7、的抗凍性機(jī)理分為抗凍不可鍛煉型、凍敏不可鍛煉型、抗凍可鍛煉型和凍敏可鍛煉型4種主要類型及其中間類型。 [5]配合無性系的不同抗凍機(jī)理，對(duì)無性系分組討論使無性系間或處理間的差異顯著性水平大大提高。 [6]生化指標(biāo)的測定和分析結(jié)果，SOD活性、POD活性、SPC變化規(guī)律在各組無性系間相似；PRO含量的變化規(guī)律只有第1組與其他指標(biāo)的結(jié)論一致性較好；MDA含量的變化規(guī)律在各組間的差異不明顯；萌芽率實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)萌芽率實(shí)驗(yàn)需要較多

8、的重復(fù)以提高其準(zhǔn)確性。 [7]各指標(biāo)的方差分析結(jié)果表明，差異顯著性較為一致的指標(biāo)可以分成3組，LT50和GR差異顯著的項(xiàng)一致，SOD、POD、PRO差異顯著的項(xiàng)基本一致；MDA與SPC差異顯著的項(xiàng)一致。桉樹凍害與抗凍性的發(fā)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程，不同的指標(biāo)之間由于抗性機(jī)理的差異可能會(huì)有時(shí)滯效應(yīng)，綜合各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行抗凍性篩選是合理的。 [8]根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)與抗凍性、抗寒鍛煉的關(guān)系及專家的估計(jì)確定權(quán)值，建立數(shù)學(xué)模型，綜合抗寒鍛煉