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杂交榛不同品种(系)抗逆适应性研究

【摘要】:杂交榛(Corylus heterophylla×Corylus avellana L.)为中国平榛(Corylusheterophylla Fisch.)与欧洲榛(C.avellana L.)的杂交种,具有中国平榛的抗寒、果味美和欧洲榛出仁率高、市场认可度好的特点。因其抗寒、早实、耐贮等特性和作为较大发展潜力的外来引进新物种,已成为新疆重点关注和培育的特色林果树种。研究杂交榛在新疆特殊气候和生态环境下的生理生态适应性,即是提高新疆有限土地资源经济效益的需要,也是改善新疆生态环境的需求。本研究以新疆杂交榛种质资源汇集圃13个品种(系)为研究对象,采用田间试验与采样分析相结合的方法,系统研究了不同品种(系)在干旱、高温和低温胁迫下的形态结构和生理生化特性。评价了不同品种(系)杂交榛的抗旱、抗寒与耐热性,为扩大适生栽培范围、合理利用现有种质资源和丰产栽培奠定理论与实践基础。主要研究结果如下: 1、杂交榛不同品种(系)抗旱性研究:通过对13个杂交榛品种(系)的稳定碳同位素技术与瞬时光合特性相结合综合分析表明,抗旱性由低到高顺序依次为29#、27#、26#、28#、8#、6#、3#、1#、24#、7#、30#、2#、12#,其中抗旱性最强为12#。12个品种(系)的叶片解剖结构观测均表现出明显的旱生结构特点,品种(系)间存在差异显著;以叶解剖结构作为抗旱性指标,灵敏性依次为:主脉厚度、叶片厚度、下表皮厚、栅栏组织/叶肉组织、上表皮厚,抗旱性由高到低依次为:3#、24#、7#、27#、8#、30#、29#、1#、12#、28#、26#、6#。采用PEG模拟干旱胁迫测定13个品种(系)枝条叶片的MDA、Pro、SS、SPC含量的变化,结果表明:随着PEG浓度的升高和胁迫时间的延长,不同品种MDA含量呈上升趋势,Pro、SS和SPC含量变化幅度呈上升或下降趋势;通过聚类分析,抗旱性强弱可划分为3种类型:3#、6#、24#、29#、27#为高抗型;30#、7#、28#、1#为中抗型;8#、26#、12#、2#为低抗型。采用隶属函数值法综合评价12个品种(系)的δ13C值、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、上表皮厚、下表皮厚、栅栏组织、叶片厚度、主脉厚度等10项生化和叶形态结构技术指标,抗旱性由强到弱依次为:3#、29#、12#、24#、1#、28#、27#、30#、8#、7#、6#和26#。 2、研究新疆4个审定杂交榛品种一年生盆栽幼苗在干旱胁迫下的生理响应和光合特性表明:随胁迫时间延长,相对含水量呈下降趋势;相对电导率随胁迫时间的增加而升高;Pro、MDA含量和SOD活性随胁迫时间的增加呈先升高随后下降;不同品种抗旱性由强到弱顺序为:28#(新榛3号)、3#(新榛2号)、7#(新榛4号)、26#(新榛1号)。4个品种的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、CO2饱和点(CSP)、CO2补偿点(CCP)分别是1195.27~1620.63μmol·m-2·s-1、34.03~87.80μmol·m-2·s-1、1188.50~1617.05μmol·mol-1和64.88~99.15μmol·mol-1;“新榛1号”和“新榛4号”表现低光合、低蒸腾的特点,“新榛2号”具有较低的LCP和较高的LSP,表现出对光能利用范围较大、光合潜力高的特点,“新榛3号”的LCP和LSP均较大,同时具有低的CCP和高的CSP及表观羧化效率(CE);与常温(25℃)相比,“新榛1号”的净光合速率(Pn)受40℃高温的影响较其他品种显著,“新榛3号”的气孔导度(Gs)比其他品种受影响的程度轻。 3、13个品种(系)在30℃、35℃、40℃、45℃、50℃等5个梯度高温胁迫下的半致死温度变幅为39.29℃~47.02℃,其中以12#半致死温度最高,28#半致死温度最低。聚类分析将13个品种(系)耐热性分为三类,即1#、27#、28#、29#、30#等5个品种(系)耐热性较弱;2#、3#、6#、7#、8#、24#、26#等7个品种(系)耐热性中等;12#品系耐热性极强。 4、通过对新疆4个审定种高温胁迫的光合生理特性研究表明:随着温度从25℃持续升高至45℃,杂交榛叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分及光能利用(效)率(WUE、LUE)逐渐降低,在35-45℃间降幅最大;光系统II(PSII)际光化学效率(ΦPSII)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)先缓慢上升,至35℃后急速下降;蒸腾耗水和热耗散则随温度的升高而增大。“新榛3号”对高温的耐受力较高,属耐热性品种。 5、通过测定13个品种(系)的一年生枝条和雄花序分别在不同低温、不同时间下胁迫处理的相关生理、萌芽率及花粉活力等指标,运用主成分进行综合分析,抗寒性由强到弱依次为:26#、2#、12#、28#、3#、30#、6#、7#、27#、24#、29#、1#、8#。

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