本文選題：84 + K楊樹　； 參考：《中國林業(yè)科學研究院》2016年博士論文

【摘要】：根壓在植物水分吸收和運輸中扮演重要角色,是植物木質部栓塞修復的一個重要機制。根壓產(chǎn)生于木質部溶質滲透勢,與根系生理活動及內皮層內外的水勢差有關,與根系滲透活動存在密切關系。本文測定了銀腺楊(84 K)樹(Populus alba x P.glandulosa)離體根系以及完整植株在不同條件下(不同時間取樣、不同土壤溫度、晝夜恒溫/溫差)的根壓及其晝夜節(jié)律。研究了呼吸代謝和根系導水率對根壓及其晝夜節(jié)律的影響。結合離體根系傷流液、完整植株葉片水勢和根系木質部汁液滲透勢、無機離子及可溶性糖含量的日變化,再加上摘葉、環(huán)割處理對離體根系根壓、木質部莖干汁液特性的影響,分析探索了根壓節(jié)律的影響因子及調控機理。通過對轉PtPIP1;1(質膜水通道蛋白)基因材料根系根壓和根系導水率的測定,研究了根壓與根系導水率、PIP1;1的關系。通過研究,得到了以下結果和結論:(1)無論是土壤盆栽還是溶液培養(yǎng)的84 K楊樹苗木,其離體根系根壓均呈現(xiàn)出明顯的日周期節(jié)律,即晝高夜低。不同時間(凌晨、正午、傍晚)取樣沒有改變根壓晝高夜低的規(guī)律,但測得的根壓峰值正午最小,其次是凌晨,而傍晚采樣的最大,這說明了植物體的水分狀況對根壓有影響。土壤溫度影響根壓的大小和晝夜節(jié)律,最大根壓值隨土壤溫度下降而下降、根系的呼吸速率也隨溫度下降而下降,二者同步變化,這意味著根壓隨溫度的變化是通過呼吸代謝起作用。晝夜溫差條件下測得的根壓最大值顯著高于晝夜恒溫條件下所得,可能和晚上低溫糖化和積累有關。摘葉、環(huán)割、呼吸抑制劑或細胞膜水導率抑制劑處理后,離體根系根壓的晝夜節(jié)律沒有顯著變化,但摘葉、環(huán)割或呼吸抑制劑顯著的降低了最大根壓值(94.22%、75%),而水導率抑制劑對最大根壓影響不顯著,這說明了最大根壓的大小主要受呼吸作用,包括呼吸底物的影響,而根系水導率對最大根壓的影響不大。楊樹苗木離體根系傷流液的滲透強度、傷流液中無機離子及可溶性糖含量的日變化均為白天高晚上低,表明根壓的周期節(jié)律與根系傷流液的滲透勢、無機離子及可溶性糖含量的日變化規(guī)律一致,其中無機離子對滲透勢的貢獻更大。(2)84 K楊樹苗木完整植株的根壓可以通過側面開孔法進行監(jiān)測,測定結果可靠。在自然狀態(tài)下完整植株的根壓和去頂根系的根壓具有相似的晝夜節(jié)律,即晝高夜低,但是完整植株的最大根壓值相對較小(1.05kpa),受到蒸騰作用的影響。自然條件下測定的葉片水勢日變化結果顯示,葉片水勢從凌晨開始逐漸降低,根壓逐漸上升;當葉片水勢降至一定程度時(-12kpa),根壓開始下降;午后一直保持在較低水平,傍晚當葉片水勢回升至-5kpa時,根壓略有上升。這表明在蒸騰旺盛的上午,正的根壓仍然存在,保持自己晝高夜低的節(jié)律,但是蒸騰拉力可能一定程度的減小了根壓。根系木質部汁液滲透勢在凌晨最低,吸水動力最強;滲透強度在6:00之后略有下降但在日間保持在較高水平,克服蒸騰流帶走的滲透物質,同時還產(chǎn)生并維持較高的根壓。這說明根系產(chǎn)生滲透物質具有很強的節(jié)律性。在5:00-11:00時間段,木質部汁液中無機離子含量的下降伴隨著根壓的上升,后來當無機離子含量下降到一定程度時,根壓也隨之下降,二者在15:00均降至最小值;可溶性糖含量在上午先上升后下降,其峰值出現(xiàn)在根壓峰值之前,暗示著可溶性糖在根系大量消耗用于礦質元素的主動轉運并維持根壓;可溶性糖含量在13:00降至最低后一直處在波動略微上升狀態(tài)下,根壓在15:00降至最低值后也是如此。這說明了木質部汁液的滲透物質主要由無機離子組成,可溶性糖也扮演了重要角色,而且午后根壓一直處在低值可能與可溶性糖含量有關,但還需進一步研究。(3)楊樹苗木莖干木質部汁液的滲透勢,始終是頂端最低、中部次之、基部最高,存在滲透勢梯度,而且在凌晨、正午、傍晚均維持這個梯度,中午體現(xiàn)得尤為突出,這個結果支持內聚力學說。而且莖干木質部汁液滲透勢始終比根系木質部汁液滲透勢低。楊樹苗木莖干木質部從頂端到基部,汁液的無機離子和可溶性糖含量也是頂端高于中部和基部,存在穩(wěn)定的梯度,這與根系木質部汁液的測定結果是一致,從這一方面也說明了二者是汁液滲透物質的組成成分。莖摘葉和環(huán)割處理一天后,凌晨和傍晚莖干頂端木質部汁液的離子含量顯著上升,莖干頂端和中部木質部汁液的可溶性糖含量在凌晨、正午顯著升高。由此說明了蒸騰和光合器官喪失后,植株在夜間至凌晨時間段內會增加莖桿木質部頂端與基部的滲透勢差,來增加水分向上提升動力,以應對蒸騰拉力消失,根壓顯著減小,保證日間需水。有機物質向根系運輸受阻后,苗木會顯著增加傍晚莖桿木質部頂端與基部的滲透勢差,在夜間提供水分提升動力,補充日間蒸騰喪失的水分。(4)以四種轉基因(ptpip1;1超表達(pb11)、抑制表達(pr11)、維管組織特異性超表達(tpb11)、維管組織特異性抑制表達(tpr11))和野生型84k苗木為研究對象,進行了根壓和根系導水率的測定,結果顯示:所有基因型苗木離體根系的根壓均呈現(xiàn)出晝高夜低的節(jié)律,PB11、PR11與WT苗木離體根系的根壓最大值不存在顯著性差異,TPB11、WT苗木的根壓最大,TPR11苗木的最大值最小,TPB11、WT苗木的根壓最大值與TPR11苗木的之間存在顯著性差異。結果說明PIP1;1與根壓的周期性沒有關系,PIP1;1在維管組織特性抑制表達時可能與其它因素協(xié)同對根壓的最大值產(chǎn)生影響。WT苗木的根系導水率最大,其它基因型苗木的根系導水率顯著較小且彼此之間無差異性,意味著楊樹根系導水率和根壓沒有顯著相關。
[Abstract]:In this paper , the effects of root pressure on root pressure and root irrigation rate of roots were studied . The results were as follows : ( 1 ) The root pressure and root pressure of roots were significantly higher than those of root system . The effect of water conductivity inhibitor on the maximum root pressure was not significant , which indicated that the maximum root pressure was mainly influenced by respiration , including the influence of respiratory substrate , and the diurnal variation of root water conductivity on the maximum root pressure was not great . The diurnal variation of root pressure and the content of inorganic ions and soluble sugar in the wound fluid were lower than that in the daytime , indicating that the periodic rhythm of root pressure was consistent with the daily change law of osmotic potential , inorganic ion and soluble sugar content of root wound fluid , and the contribution of inorganic ions to osmotic potential was greater . ( 2 ) The root pressure of the whole plant of 84 K poplar seedlings can be monitored by side opening method , and the results are reliable . ( 3 ) The osmotic potential of the sap of xylem sap of poplar is always the lowest , the middle is inferior , the base is the highest , the osmotic potential gradient exists , and the content of soluble sugar of xylem sap of stem and stem is higher than that of root xylem sap at noon , noon and evening . There was no significant difference between root pressure and root pressure of TPB11 and WT seedlings . The results showed that there was no significant difference between root pressure and root pressure of TPB11 , WT seedlings and TPR11 seedlings . The results showed that there was no significant difference between root pressure and root pressure of TPB11 and WT seedlings .

【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S792.11

【相似文獻】

相關期刊論文 前3條

1 何和明;;植物的抗高溫耐干旱性能[J];云南林業(yè);1984年05期

2 王福升;田新立;丁雨龍;萬賢崇;;用根壓法研究竹子的耐旱、耐寒性[J];林業(yè)科學;2011年08期

3 ;[J];;年期

相關博士學位論文 前1條

1 郭建榮;木本植物銀腺楊根壓及其晝夜周期與影響因素的研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2016年

，

本文編號：1802344