[发明专利]一种提高干旱胁迫下北美红栎光合作用的研究方法

说明书

本发明提出了一种提高干旱胁迫下北美红栎光合作用的研究方法，包括以下步骤：选取长势一致的一年生幼苗，7月中旬开始对幼苗进行预处理，每隔一天喷施一次100μM褪黑素溶液，共5次，另一组使用蒸馏水代替褪黑素溶液执行同样操作；最后一次喷施褪黑素或蒸馏水的次日以不同浓度的PEG溶液对北美红栎进行模拟干旱试验，所述PEG溶液使用1/2霍格兰特营养液配置；设置多个处理组，测定每个处理组测定光合性能指标，通过数据处理与分析，结果表明在PEG模拟的干旱胁迫下，在PEG模拟的干旱胁迫下，北美红栎的光合作用受到抑制，在干旱胁迫开始前喷施100μM的褪黑素能够维持干旱胁迫条件下较高的净光合速率。

【技术领域】

本发明涉及干旱胁迫下北美红栎生长研究的技术领域，特别是一种提高干旱胁迫下北美红栎光合作用的研究方法。

【背景技术】

北美红栎(Quercus rubra Linn.)隶属于壳斗科，原产于美国东部和加拿大南部，在我国也有广泛的分布。因其具有生长迅速、易移栽、抗污染、抗寒抗旱、对土壤要求低，适应性强等特点，所以不仅是荒山、贫瘠立地造林的先锋树种，也适合用于在城市绿化和地被恢复中大面积种植。目前全球干旱、半干旱地区面积约占耕地面积的一半，我国的干旱、半干旱地区面积约占国土面积的26.73％，干旱已经成为限制我国林业发展的重要因素之一。干旱胁迫时植物无法从土壤中吸收到足够的水分，植物自身正常的生长代谢活动受阻，植物体内氧化还原平衡被破坏，又会导致叶片气孔关闭，影响植物正常光合作用，严重时对植物造成不可逆的损伤。

褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)作为一类重要的吲哚类激素物质，广泛地存在于动物和植物中。褪黑素在植物体内有多种生理功能，包括保护叶绿素、调节植物光周期、清除植物体内过多的活性氧、增强植物体内抗氧化物酶活性等。褪黑素也可以缓解由干旱、重金属、温度变化和UV辐射等胁迫对植物引起的损伤，在干旱胁迫下，植物体内会产生更多的活性氧，当活性氧的含量超过植物自身的承受范围时植物体内的氧化还原平衡被打破，进而对植物产生伤害影响植物自身的正常生长代谢活动，现提出一种提高干旱胁迫下北美红栎光合作用的研究方法。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种提高干旱胁迫下北美红栎光合作用的研究方法，验证表明在干旱胁迫开始前喷施褪黑素能够维持干旱胁迫条件下较高的净光合速率。

为实现上述目的，本发明提出了一种提高干旱胁迫下北美红栎光合作用的研究方法，包括以下步骤：

S1.材料选择：选取长势一致的一年生幼苗移栽至塑料盆中，盆内基质为沙土，所有盆栽植株均保持田间持水量的80％～85％；

S2.褪黑素处理：7月中旬开始对幼苗进行预处理：每隔一天喷施一次100μM褪黑素溶液，共5次，另一组使用蒸馏水代替褪黑素溶液执行同样操作；

S3.模拟干旱胁迫处理：最后一次喷施褪黑素或蒸馏水的次日以不同浓度的PEG溶液对北美红栎进行模拟干旱试验，所述PEG溶液使用1/2霍格兰特营养液配置；

S4.设定处理组：设置8个处理组：仅进行褪黑素喷施预处理的对照组M、轻度干旱组M-P1、中度干旱组M-P2、重度干旱组M-P3及仅进行蒸馏水喷施预处理的对照组CK、轻度干旱组P1、中度干旱组P2、重度干旱组P3；

S5.测定光合性能指标：选取叶位一致，生长健康的北美红栎叶片，利用Li-6400便携式光合测定系统测定北美红栎叶片气体交换参数，测定的气体交换参数包括叶片净光合速率P_n、气孔导度Cond、胞间CO₂浓度C_i和蒸腾速率Trmmol，每个处理测定3枚叶片，每次测定重复10次，并计算植物叶片的水分利用效率WUE＝P_n/Trmmol；