發(fā)布時(shí)間：2018-04-25 17:48

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

【摘要】：根壓在植物水分吸收和運(yùn)輸中扮演重要角色,是植物木質(zhì)部栓塞修復(fù)的一個(gè)重要機(jī)制。根壓產(chǎn)生于木質(zhì)部溶質(zhì)滲透勢(shì),與根系生理活動(dòng)及內(nèi)皮層內(nèi)外的水勢(shì)差有關(guān),與根系滲透活動(dòng)存在密切關(guān)系。本文測(cè)定了銀腺楊(84 K)樹(shù)(Populus alba x P.glandulosa)離體根系以及完整植株在不同條件下(不同時(shí)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(dǎo)水率對(duì)根壓及其晝夜節(jié)律的影響。結(jié)合離體根系傷流液、完整植株葉片水勢(shì)和根系木質(zhì)部汁液滲透勢(shì)、無(wú)機(jī)離子及可溶性糖含量的日變化,再加上摘葉、環(huán)割處理對(duì)離體根系根壓、木質(zhì)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(diào)控機(jī)理。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)PtPIP1;1(質(zhì)膜水通道蛋白)基因材料根系根壓和根系導(dǎo)水率的測(cè)定,研究了根壓與根系導(dǎo)水率、PIP1;1的關(guān)系。通過(guò)研究,得到了以下結(jié)果和結(jié)論:(1)無(wú)論是土壤盆栽還是溶液培養(yǎng)的84 K楊樹(shù)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(shí)間(凌晨、正午、傍晚)取樣沒(méi)有改變根壓晝高夜低的規(guī)律,但測(cè)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(shuō)明了植物體的水分狀況對(duì)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(guò)呼吸代謝起作用。晝夜溫差條件下測(cè)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(guān)。摘葉、環(huán)割、呼吸抑制劑或細(xì)胞膜水導(dǎo)率抑制劑處理后,離體根系根壓的晝夜節(jié)律沒(méi)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(dǎo)率抑制劑對(duì)最大根壓影響不顯著,這說(shuō)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(dǎo)率對(duì)最大根壓的影響不大。楊樹(shù)苗木離體根系傷流液的滲透強(qiáng)度、傷流液中無(wú)機(jī)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(shì)、無(wú)機(jī)離子及可溶性糖含量的日變化規(guī)律一致,其中無(wú)機(jī)離子對(duì)滲透勢(shì)的貢獻(xiàn)更大。(2)84 K楊樹(shù)苗木完整植株的根壓可以通過(guò)側(cè)面開(kāi)孔法進(jìn)行監(jiān)測(cè),測(cè)定結(jié)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(duì)較小(1.05kpa),受到蒸騰作用的影響。自然條件下測(cè)定的葉片水勢(shì)日變化結(jié)果顯示,葉片水勢(shì)從凌晨開(kāi)始逐漸降低,根壓逐漸上升;當(dāng)葉片水勢(shì)降至一定程度時(shí)(-12kpa),根壓開(kāi)始下降;午后一直保持在較低水平,傍晚當(dāng)葉片水勢(shì)回升至-5kpa時(shí),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(zhì)部汁液滲透勢(shì)在凌晨最低,吸水動(dòng)力最強(qiáng);滲透強(qiáng)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(zhì),同時(shí)還產(chǎn)生并維持較高的根壓。這說(shuō)明根系產(chǎn)生滲透物質(zhì)具有很強(qiáng)的節(jié)律性。在5:00-11:00時(shí)間段,木質(zhì)部汁液中無(wú)機(jī)離子含量的下降伴隨著根壓的上升,后來(lái)當(dāng)無(wú)機(jī)離子含量下降到一定程度時(shí),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(zhì)元素的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)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(dòng)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(shuō)明了木質(zhì)部汁液的滲透物質(zhì)主要由無(wú)機(jī)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(guān),但還需進(jìn)一步研究。(3)楊樹(shù)苗木莖干木質(zhì)部汁液的滲透勢(shì),始終是頂端最低、中部次之、基部最高,存在滲透勢(shì)梯度,而且在凌晨、正午、傍晚均維持這個(gè)梯度,中午體現(xiàn)得尤為突出,這個(gè)結(jié)果支持內(nèi)聚力學(xué)說(shuō)。而且莖干木質(zhì)部汁液滲透勢(shì)始終比根系木質(zhì)部汁液滲透勢(shì)低。楊樹(shù)苗木莖干木質(zhì)部從頂端到基部,汁液的無(wú)機(jī)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(zhì)部汁液的測(cè)定結(jié)果是一致,從這一方面也說(shuō)明了二者是汁液滲透物質(zhì)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(zhì)部汁液的離子含量顯著上升,莖干頂端和中部木質(zhì)部汁液的可溶性糖含量在凌晨、正午顯著升高。由此說(shuō)明了蒸騰和光合器官喪失后,植株在夜間至凌晨時(shí)間段內(nèi)會(huì)增加莖桿木質(zhì)部頂端與基部的滲透勢(shì)差,來(lái)增加水分向上提升動(dòng)力,以應(yīng)對(duì)蒸騰拉力消失,根壓顯著減小,保證日間需水。有機(jī)物質(zhì)向根系運(yùn)輸受阻后,苗木會(huì)顯著增加傍晚莖桿木質(zhì)部頂端與基部的滲透勢(shì)差,在夜間提供水分提升動(dòng)力,補(bǔ)充日間蒸騰喪失的水分。(4)以四種轉(zhuǎn)基因(ptpip1;1超表達(dá)(pb11)、抑制表達(dá)(pr11)、維管組織特異性超表達(dá)(tpb11)、維管組織特異性抑制表達(dá)(tpr11))和野生型84k苗木為研究對(duì)象,進(jìn)行了根壓和根系導(dǎo)水率的測(cè)定,結(jié)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(jié)果說(shuō)明PIP1;1與根壓的周期性沒(méi)有關(guān)系,PIP1;1在維管組織特性抑制表達(dá)時(shí)可能與其它因素協(xié)同對(duì)根壓的最大值產(chǎn)生影響。WT苗木的根系導(dǎo)水率最大,其它基因型苗木的根系導(dǎo)水率顯著較小且彼此之間無(wú)差異性,意味著楊樹(shù)根系導(dǎo)水率和根壓沒(méi)有顯著相關(guān)。
[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(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S792.11

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