硅通过提高植物的水分状况光合作用和对矿质元素的吸收来减缓干旱胁迫效应.docVIP

硅元素通过改善水稻的水分含量，光合作用，矿质元素的吸收来提高它的耐旱性 硅通过提高植物的水分状况、光合作用和对矿质元素的吸收来减缓干旱胁迫效应 摘要 ：干旱是中国低湿地区水稻产量提高的主要限制因素。硅已经被证实在增强植物对不良环境的抵抗力中起了重要的作用。两个近等基因系的水稻，w-14（易受干旱影响）和w-20（抗旱型）被选择出来用以研究外部供应硅对处于干旱胁迫下的水稻的生理状态和营养状况的影响。在湿润环境下，外部供应硅对水稻的生长和生理参数没有影响。干旱胁迫能够降低水稻的干重、根系性状、水势、光和参数以及水稻光化学的基本的量子产率最大量子效率材料和方法：植物材料和生长环境 实验选用了两种不同系列的水稻，w-14（易受干旱影响的）和w-20（耐旱性的）。水稻种子用10%的双氧水（H2O2）进行十分钟的表面消毒然后用蒸馏水进行彻底地冲洗，然后在玻璃器皿中放上滤纸，倒入适量的蒸馏水将种子在其中浸泡48小时。十天后，将幼猫移植到铺有5k的水稻土的聚乙烯塑料罐中（高30cm直径25cm最佳）。水稻有机质土中N、P、K和Si的含量分别为31.25g/kg、179.20、45.40、134.36和52.64mg/kg。在移植的当天给每罐植物施0.15g的尿素和0.15g的复合肥（N/P/K含量为15:15:15）. 硅处理和干旱处理： 我们采用不同浓度的硅做预备实验的结果表明硅浓度为1.5时对提高干旱胁迫的不良影响最有效果，因此在本实验中我们将采用硅的浓度为1.5我们对每个系列的水稻都进行这四处理：（1）无干旱处理，无硅供应（记作 WET,SI-)；(2)无干旱处理（）；在一个完全随机区组设计，每叶绿素荧光参数和气体交换参数的植物干重除以灌溉水量根样品扫描测量总根长根表面积根平均直径和根系总体积K、Ca、Mg和Fe。取0.3g叶片样本早70℃下烘48h并测定DW值。将烘干的样本在试管中用玻璃棒捣碎，向其中添加5ml高氯酸和15ml硝酸混匀后在室温下静置一晚， 然后用加热套加热到180℃，之后用蒸馏水稀释到50ml.无机元素含量的测定就可以利用分光光度计来完成 数据的统计分析 所有图表中的数据需要经过四次的重复及分析，利用SPSS软件进行方差分析之后以±标准误差的形式表示出来。经过相同处理的样本统计误差是由最显著的在0.05概率水平的误差所决定的。 结果 添加硅元素并没有影响湿处理中水稻植株的干重，处在干旱胁迫条件下的水稻产量显著降低。而外源性地添加1.5mmol/l硅溶液可显著提高植物的干物质积累量。干旱处理时植物的干重在不同的条件下，变化不同，相对于不加硅元素，加入硅元素后，W-14增加了103.2%，W-20增加了97.4%。（表一）对于两个品系水稻而言，干旱处理时添加硅元素对根系和总的干重的影响是相似的。 硅含量 干旱显著减少了根中的硅含量而不是叶片中。叶片和根系中的硅含量与土壤水分情况无关。（表一）硅含量在两个水稻品系中无明显差别。 根系性状 现代研究表明干旱胁迫明显根系生长、根的总长、根的表面积、根的体积和根的活性。但是添加硅元素之后明显地改善了这些特性。在湿处理时，不论是否添加硅元素，根系特征没有明显区别。两个品系的实验结果是类似的。 叶的含水量，叶绿素荧光测定和叶绿素的含量 如表3所示，经干旱处理，叶片的水势和水的利用率显著下降，然而，在添加了1.5mol/l的硅溶液后，w-14品系的水稻水势增加了14.69%，水的利用率增加了118.8%，w-20水势增加了26.65%水的利用率增加116.7%。 水稻叶片的光合作用基本总产量和最大总产量测定结果表明，在水分充足的的环境中，水稻这两项指标没有明显差别。干旱处理能显著增加fv/fo和fv/fm的比值。在干旱条件下，w-14品系fv/fo增加了13.07%fv/fm增加了2.65%，W-20品系相应地增加了11.92%和2.35%。 气体交换 在干旱环境中，水稻品系的光合作用率，转换率，气孔导度减少了27.6%---38.2%，这是相对于湿处理的水稻而言的。（表4）干旱条件下，加入硅元素能显著增加光合作用率，转换率的值，气体导度的值却下降了。细胞间二氧化碳的浓度不受干旱的影响，与硅元素有关。两个品系的水稻在气体交换上受硅元素的影响是相似的e 矿质元素的含量 干旱加硅处理能够显著影响水稻叶片的矿质元素含量。（表5）在湿处理时，添不添加硅元素对水稻叶片中的K,Na，Mg,Fe的含量影响不显著，与湿处理相比，干旱胁迫导致水稻叶片中矿质元素的含量急剧减少。W-20比W-14积累了更多的K，Na,Mg,,但是Fe的含量相对较低。干旱条件下，添加硅元素K,Na，Mg,Ca含量减少，但是Fe的浓度在水稻品系中接近于湿处理不加硅的处理测定值。 讨论 干旱是很重要的能影