地中海番茄的水分利用率与生理、形态学适应性间的关系.ppt

1、Physiological and morphological adaptations in relation to water use efficiency in Mediterranean accessions of Solanum lycopersicum地中海番茄的水分利用率与生理、形态学适应性间的关系,西班牙阿利群岛大学 生理生态、园艺计划环境研究所 俄亥俄州立大学,Abstract Materials and Methods Results Discussion,一、摘要,Tomtiga de Ramellet（TR）这种植物具有明显的抵抗干旱的能力，低于未灌溉条件下评估一个地中海

2、番茄培育植物群体与延时水果恶化表现型和代表型的生长，挑选出来八个不同种质的番茄和包括六个TR种质，一个地中海non-TR种质（NTRM）和一个加工品种（NTRO）。在TR种质叶形态学品种、正常分裂的叶子和光照叶子被选中。植物在经WW和WS处理领域成长，土壤水含量分别30%和10%。种质是在WW和WS下根据叶类型和TR表型得到的集群。在不同水处理下可能改善固有的水利用效率(AN/gs)的相关参数是合理的在产量上无否定影响。在WS下，TR种质表现高AN/gs,在Rubisco-related参数没有预期的差异，但与叶肉和和气孔电导系数的比例有关系。结果确定地中海种质中的番茄在水胁迫反应下存在不同特

3、征，同时证明gm/gs比例的增长将允许在AN/gs条件下改善园艺作物的产量。,二、材料与方法,2.1 植物材料 1、 Tomtiga de Ramellet （TR）是番茄品种的总称。 2、挑选八个不同品种进行实验。 3、六份TR品种。番茄叶形态（TRT-1 TRT-2 TRT-3）和马铃薯叶形态（TRP-1 TRP-2 TRP-3）。 4、两份外群品种。一个地中海non-TR品种（NTRM）和一个加工品种OH8245（NTRO）。,1、将质地和营养均匀的试验田设计成两部分，用一个非耕地的宽带分开，防止地块间水的渗透。安装一个滴灌系统并独立控制测试每个地块灌溉的均匀性。 2、在WS地块土壤含水

4、量(SWC)约为7-10%。 3、WW地块SWC含量在25-30%范围。,2.2 实验设计,4、从202015立方厘米体积的土壤中，在80开放干燥室中干燥7天，测得SWC鲜重和干重之间的差异 5、WS的严重程度是证实气孔导度的良好指标。使用气孔计在10点到11：30间进行定期测量。气孔计测量所有研究参数都要采取健康的完全发育的嫩叶。每个样品种质由4-5个人同时进行分别处理完成重复测量。,2.3实验处理,相对含水量、叶面积和LMA 叶片相对含水量在上午被测定。 每叶鲜叶的叶面积是使用AM-300叶面积仪测定。 LMA为叶面干重在整个叶片的比率。,压力容积曲线和表皮蒸腾,P-V曲线的导出参数是：全

5、膨渗透势，零膨压渗透势,RWC的膨压损点和弹性体积模量。 叶表皮蒸腾(Tcut) 用称重法测量。,三、结果,叶片水分状态和形态参数 1、在水资源短缺的情况下测得叶片RWC显著减少。WS处理下RWC值介于69.5%（TRP-1)和75.8%（NTRO）之间。 2、在WS条件下，气孔导度（gs）的差异有显著性。与RWC参数间呈显著负相关。 3、种质TRP-2，TRP-3和TRT-3在干旱胁迫的条件下PS的最大量子产率（Fv/Fm）减少。,4、LA显著下降是水分胁迫的结果。 5、在WS条件下LMA增加，除了TRT-2和NTRO。 6、零膨压渗透势间的差异在WW下不显著，在WS下显著。在压力条件下，T

6、RP-1，NTRM和NTRO的零膨压增加。 7、无论在WW还是在WS条件下弹性体积模量（）最高的都是NTRO。 8、在WW下，不同种质中叶表皮蒸腾（Tcut）不显著。所有种质中不同的叶表皮蒸腾在WW和WS下是显著的。（除了TRP-3和NTRO数据不足）。,相互依存的体内叶子气体交换参数 大多数光合参数，如二氧化碳净同化速率（AN），电子传递速率（J），叶肉电导二氧化碳（gm）和羧化的最大速度（Vcmax），在WW下所有不同种质是不显著的，而在WS下差异越来越明显，与gs变化相关。,1、初始阶段， gs的减少导致AN、J和gm的减少不明显。 2、第二阶段呈线性和陡峭斜坡关系。Vcmax都不受影响

7、，直到跌破0.1molH2Om-2s-1 。 3、在WW和WS处理下，NTRO的gs最高，与AN和gm相关。表现为AN/gs和gm/gs的比率较低。,4、水分利用效率（AN/gs）和gs间内在关系呈逆显著。 5、 WS表现为异常，低于回归线以下。进一步证实叶子同位素组成的AN/gs和叶13C之间遵循一个重要趋势，NTRO的AN/gs显示最低增长，施加压力后叶13C减少。,6、在WS下，所有种质间暗呼吸（Rdark）差异显著。 7、在WS下，暗呼吸反应呈双向关系。初始阶段，RWC增长到70%，第二阶段RWC的下降与急剧减少的Rdark相关。 8、晚上所有种质的gs(gs,Rdark) 为了应对水

8、分胁迫而减少，gs、Rdark和RWC间呈显著关系。,叶导度和叶内在水分利用效率的关系 1、观察增加的趋势并和LMA在干旱条件下处理的结果对比。 2、在WS处理下，NTRO在所有种质中有最低gm。 3、两叶电导比例gm/gs解释了AN/gs的大部分变异的原因，其中干旱导致gm/gs增加，随后AN/gs改变。 4、在WW和WS下相比其他种质，NTRO显示最低的gm/gs，特别是在应对水资源短缺的情况下NTRO中AN/gs增加。,体外二硝酸核酮糖羧化酶相关的参数 1、空气中Rubisco-related位点的数量是稳定的，gs和Cc接近0.1mol H2Om-2s-1和120mol CO2mol-

9、1的情况下，Rubisco-related位点数量呈急剧下降趋势。 2、Rubisco-related氨甲酰化显著降低为了应对所有种质的干旱胁迫。Rubisco-related的氨甲酰化状态与gs和Cc呈对数和线性关系。TRP-3表现为孤立点，显示更高氨甲酰化状态gs和Cc的给定值。,1、绘制Rubisco-related比率得出总可溶性蛋白（TSP）含量呈双相反应。 2、WW下，高的Rubisco/TSP与较低的氨甲酰化状态有关。 3、WS下，高的Rubisco/TSP与较高的氨甲酰化状态有关。 4、种质浓度明显下降，Rubisco氨甲酰化位置为TRT-1，TRT-2和TRP-1。,氮同位素

10、组成 1、叶15N和gs呈高度显著的对数关系，gs接近0.15mol H2Om-2s-1时降低启动。这种模式体现了在水施加压力的情况下氮同位素的歧化过程收到影响。 2、13C和15N间呈逆显著关系。,植物生产和内在水分利用效率对形态和生理因素的影响 1、水果单株产量与AN呈正相关，在WS下特别显著。 2、在WW和WS下，通过划分NTRO 中AN/gs结果，AN值显示出较高的水果产量。得出NTRO与地中海的种质一致。,形态组合和生理参数的基础上的聚类的加入 1、正常番茄叶组NTRO从地中海种质分离，TR和NTRM间没发现区别。 2、在WS下，番茄种质分化组很明显，从NTR分离得到TR，在TR组内

11、，分离得到TRT和TRP。 3、在WW下，得到三种不同定义组：1）TRT+NTRM；2）TRP；3）NTRO；而WS下，要考虑四组：1）TRT；2）TRP；3）NTRO；4）NTRM。,四、结论,4.1 不同种质的番茄群体在水处理行为下的差异 1、番茄种质集群和ANOVA的分析结果是基于形态学和生理学显示出的不同参数，聚类种质的不同取决于WW和WS两种水处理。 2、水果生产和AN/gs间呈逆显著关系。,4.2 抗旱种质间的气体变化 1、 gs的变化解释了AN、J、gm和Vcmax的种质间差异。 2、 在WS下，NTRO呈现较低的AN/gs，进一步确认AN/gs和gs的关系。 3、Rdark的进程影响植物碳和水的平衡。选择减少夜间碳和水的损失可能增加水分利用率而不降低产量。,4.3 在TR种质叶形态和gm负责改进AN/gs 1、叶大小和形状是能源和碳排放的主要平衡因素。 2、碳通量在LMA叶片水分调解中起重要作用。 3、选择低Tcut将有利于植