紫穗槐幼苗根系生理特性和解剖结构对PEG-6000模拟干旱的响应

摘要: 采用PEG-6000模拟干旱胁迫处理，测定了紫穗槐幼苗根系的可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛、游离脯氨酸含量及SOD、POD酶活性变化以及解剖结构特征，旨在比较不同干旱程度对紫穗槐幼苗根系生理指标、内部解剖结构的影响，探索紫穗槐幼苗对水分胁迫的适应能力，揭示紫穗槐幼苗根系对土壤水分胁迫的响应和调控机制。结果表明：丙二醛含量变化显示当PEG-6000溶液浓度超过50g/L以后，紫穗槐幼苗根的膜系统开始受到损伤，并在PEG-6000溶液浓度达到250g/L受损程度显著增强，达到了对照的1.6倍，同时启动渗透调节作用（游离脯氨酸含量显著增加），达到了对照的3.8倍，在PEG-6000溶液浓度低于200g/L时，紫穗槐幼苗根系中至少没有启动以游离脯氨酸为主的渗透调节过程。可溶性糖和可溶性蛋白质含量及SOD、POD酶活性的变化印证了胞内发生的生理代谢变化，在PEG-6000溶液浓度为200g/L时，可溶性糖含量仅为0.121mg/g，达到最低点，随后上升，当PEG-6000溶液浓度进一步增加到250g/L时，紫穗槐幼苗根系中的可溶性糖含量则迅速回升到0.64mg/g，为对照组的63.37%。可溶性蛋白质含量在低浓度PEG-6000溶液（50g/L）处理下即有明显反应，下降到对照的61.5%，随后呈波动性变化。SOD和POD活性对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应规律类似，均对PEG-6000模拟干旱胁迫处理迅速响应且活性增加。当PEG-6000溶液浓度达到50g/L至100g/L时，抗氧化酶的合成量最高，而后活性下降。60d的PEG-6000模拟干旱胁迫处理影响了紫穗槐幼苗根系的生长发育，随着PEG-6000溶液浓度增加，维管柱的直径变大，木质部厚度增大，导管直径变小、但导管密度增加，当PEG-6000溶液浓度达到250g/L时，导管密度比对照组增加了41.3%，木质部厚度比对照组增加了91.5%。以上结果表明，PEG-6000模拟干旱胁迫处理下，不同胁迫程度紫穗槐内部生理和根系解剖结构变化不同，通过改变自身生理代谢和根系内部解剖结构，以适应土壤水分胁迫的逆境条件，来满足自身生长和发育的需求平衡。