干旱是植物生長最常見的逆境脅迫,通過嫁接技術手段提高植物對干旱環(huán)境的適應能力,對植物節(jié)水抗旱栽培具有重要意義。茶菊在栽培引種中極易受到干旱逆境脅迫,嚴重影響茶菊的產(chǎn)量與品質。本研究選用黃蒿為砧木,杭白菊為接穗,以盆栽的杭白菊嫁接苗與扦插苗為材料,采用自然干旱的方法,研究了嫁接對干旱脅迫下杭白菊生長、傷害程度、光合活性、滲透調節(jié)及相關基因表達量的影響。主要結果如下:1、干旱脅迫下杭白菊的葉片相對含水量(RWC)呈下降趨勢且生長受到抑制,但嫁接顯著提高了杭白菊葉片RWC,脅迫第6和8 d時,嫁接苗葉片RWC較扦插苗提高了53.54%和63.62%。嫁接苗可保持較高的生長量,根系受脅迫抑制程度較低。通過葉片解剖結構發(fā)現(xiàn),嫁接苗葉片厚度、上表皮厚、柵欄組織厚及柵海比顯著高于扦插苗,嫁接苗葉片結構更有利于葉片保水,進而保持較高的葉片含水量和葉片干重。2、嫁接可以緩解干旱脅迫下杭白菊細胞膜的傷害。干旱條件下杭白菊葉片相對電導率、丙二醛(MDA)、超氧陰離子(O_2~(·-))產(chǎn)生速率和過氧化氫(H_2O_2)含量呈上升趨勢。但嫁接苗植株相對電導率、MDA和活性氧含量上升幅度顯著小于扦插苗,如脅迫8 d時,扦插苗相對電導率、MDA、O_2~(·-)和H_2O_2分別是嫁接苗的1.27、1.39、1.36和1.30倍。嫁接苗在干旱脅迫下可緩解活性氧脅迫,減輕膜脂過氧化程度,保護細胞膜。3、杭白菊嫁接苗和扦插苗在干旱脅迫下葉綠素降解、光合酶活性降低、氣孔導度(G_s)先上升后下降,凈光合速率(P_n)、蒸騰速率(T_r)和水分利用效率(WUE)下降。第6和8 d時,嫁接苗的WUE是扦插苗的6.00和6.25倍。干旱脅迫初期,光合速率下降主要受氣孔限制的抑制,但隨脅迫時間延長,轉為由非氣孔限制抑制。砧木嫁接杭白菊后,可延緩產(chǎn)生非氣孔限制時間,減緩葉片葉綠素含量和Rubisco酶活性下降幅度,進一步提高干旱脅迫下杭白菊的P_n和T_r。4、嫁接苗在干旱脅迫下光合相關基因表達量較高,具有較強的光合能力。干旱脅迫期間,杭白菊CmrbcL基因相對表達量受到抑制,但脅迫2和6 d時,嫁接苗CmrbcL相對表達量分別是扦插苗的2.28和3.91倍。嫁接苗CmrbcS基因在干旱初期受到誘導,隨脅迫時間延長,表達水平不斷下降,而扦插苗在干旱脅迫下Cmrbc S基因始終保持在較低水平。嫁接苗可維持較高CmrbcL和CmrbcS基因相對表達量,提高Rubisco活性。干旱脅迫2~8 d,嫁接苗CmpsaB基因相對表達量顯著高于扦插苗,可增強光合電子傳遞速率。干旱脅迫抑制CmCab基因相對表達,但嫁接苗的表達量始終高于扦插苗,從而提高葉綠素含量。5、砧木嫁接有利于改善干旱脅迫下杭白菊滲透調節(jié)能力。干旱脅迫下杭白菊可溶性糖和脯氨酸含量顯著提高。脅迫前期,扦插苗可溶性糖和脯氨酸含量上升幅度大于嫁接苗,扦插苗較早積累滲透調節(jié)物質,對干旱環(huán)境更加敏感。脅迫第8 d時,嫁接苗滲透調節(jié)物質大量積累,且顯著高于扦插苗,極度干旱脅迫下,嫁接可使杭白菊維持較高的滲透調節(jié)能力。相關性分析表明,脯氨酸起主要滲透調節(jié)作用,干旱脅迫前期杭白菊葉片脯氨酸合成主要以谷氨酸途徑為主,而后期以鳥氨酸和谷氨酸途徑為主。6、干旱脅迫前期,扦插苗CmNI,CmAI和CmSPS基因表達量亦顯著上調,導致可溶性糖含量增加;同時CmP5CR,CmP5CS和Cmδ-OAT基因表達量上調且顯著高于嫁接苗,有利于扦插苗促進脯氨酸較早積累,扦插苗較早積累滲透調節(jié)物質以應對干旱脅迫。第8 d時,嫁接苗保持相對較高的CmNI和CmSPS基因表達量,分別是扦插苗的1.93和2.20倍,具有較高的可溶性糖合成能力;嫁接苗CmP5CS基因表達量是扦插的1.66倍,而CmProDH基因表達量是扦插苗的61.99%,有效提高了嫁接苗脯氨酸積累,保證滲透調節(jié)的正常進行。
【學位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S682.11
【部分圖文】：

杭白菊嫁接苗與扦插苗葉片的解剖結構如圖 3-3 所示，由圖可知，嫁接苗和扦插苗葉片解剖結構基本一致，均由上表皮、下表皮、柵欄組織、海綿組織等組成。葉片上表皮細胞大而厚，呈橢圓形或扁長方形，細胞排列密度與整齊度高于下表皮。嫁接苗的上表皮厚度達 106.25 μm，扦插苗上表皮厚度為 77.92 μm，嫁接苗的上表皮厚度相比扦插苗提高了 36.36%，具有顯著性差異（P 0.05）。杭白菊下表皮厚度保持在 162.08~170.00μm 之間，嫁接苗與扦插苗下表皮厚與上下表皮比無顯著性差異。柵欄組織細胞排列整齊，呈柵欄狀。嫁接苗柵欄組織厚度是扦插苗的 1.36 倍，具有顯著性差異。海綿組織細胞排列疏松，具有較大胞間隙，呈海綿狀。嫁接苗與扦插苗海綿組織厚度之間差異不顯著，但柵海比具有顯著差異，扦插苗柵海比是嫁接苗的 69.70%。嫁接苗的葉片厚度、葉片緊密度均大于扦插苗（P 0.05），分別是扦插苗的 1.11、1.12 倍。扦插苗的葉片疏松度是嫁接的 1.17 倍，具有顯著性差異。細胞質濃厚的細胞著色較深，為粘液細胞，嫁接苗中的粘液細胞數(shù)量較扦插苗多，有利于提高滲透壓，保持細胞水分。
【參考文獻】

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本文編號：2837243