| 摘 要： | 【目的】随着全球气候变化,玉米生长季气象灾害频发,阴雨寡照已成为黄淮南部地区玉米的主要非生物灾害之一。本研究通过比较2个敏感性不同玉米品种在花期淹水弱光复合胁迫的根系生长动态、结构特征和生理特性,以期探明玉米根系对花期阴雨寡照胁迫的响应特征。【方法】以郑单958和豫玉22为材料,设对照(CK)、淹水(W)、弱光(S)、淹水+弱光(WS)4个不同胁迫处理,采用盆栽试验比较不同胁迫处理下玉米根干重、长度、根表面积、根体积、节根层数的动态变化特征,探明根形态结构、根生理指标及产量对淹水、弱光及复合胁迫的响应特征。【结果】淹水、弱光及其复合胁迫下玉米根总干重、根总长度、根表面积和根体积均显著下降,3种逆境以淹水弱光复合胁迫降幅最大,其次是淹水、弱光单一胁迫,W、S、WS处理的单株根干重和根长度平均比CK降低15.21%、5.08%、21.07%和14.86%、5.52%、18.14%,根表面积和根体积则比CK平均降低9.83%、4.62%、12.72%和12.62%、6.61%、16.23%;WS处理的根干重、根长度、根表面积和根体积比W处理平均降低6.64%、3.84%、3.21%和4.12%,比S处理平均降低16.55%、13.10%、8.41%和10.32%,且WS与S处理间差异显著,与W处理之间差异不显著。淹水及复合胁迫下根通气组织发达,根气腔数量、面积、孔积率和节根层数明显增加,其中W、WS处理根单位面积上气腔数量比CK平均增加5.29和10.03倍,气腔面积较CK平均增加5.76和13.27倍,根孔积率较CK平均增加8.01和10.00倍,W和WS处理节根层数平均比CK增加1—2层,但S处理与CK无差异。淹水、弱光及复合胁迫使玉米根系生理指标和产量显著降低,尤其以复合胁迫下降幅度最大,各指标处理间变化趋势为WSWSCK;逆境处理期间2个品种WS处理的根活力、根总吸收面积、活跃吸收面积和活跃吸收比CK平均降低52.82%、28.48%、36.72%和20.00%,玉米产量比CK平均下降24.52%,差异显著。随淹水、弱光时间延长,根形态和根生理指标降幅越大,而根通气组织数量、面积和孔积率则增幅越大,花期处理5—7 d是根系生长忍受淹水弱光胁迫的阈值。不同品种对淹水、弱光及复合胁迫的响应程度不同,钝感型品种(郑单958)在淹水弱光胁迫下根干重、根长度、根活力、根吸收面积等指标下降幅度小于敏感型品种(豫玉22),其中郑单958的W、WS、S处理根干重和根活力比CK平均降低13.71%、4.39%、16.28%和31.95%、9.99%、51.45%,而豫玉22降幅则分别为16.71%、5.78%、25.85%和43.83%、13.44%、51.19%,且郑单958根系适应胁迫5 d后表现出恢复性生长,而豫玉22则部分指标持续下降。2个品种在淹水弱光胁迫后根结构的变化亦表现不同,郑单958根系形成的融生型气腔规则,腔壁完整,细胞排列整齐,而豫玉22根系气腔不规则,腔壁部分断裂,部分薄壁细胞裂解;郑单958根气腔面积、数量和孔积率的增加幅度远大于豫玉22,且郑单958节根层数比豫玉22增加1—2层,表现出根系更强的逆境适应性和补偿性;郑单958产量降幅小于豫玉22,其中郑单958的W、S和WS处理比CK降低17.66%、13.30%、23.47%,而豫玉22产量比CK则分别降低20.86%、14.14%、25.53%。【结论】花期淹水、弱光胁迫严重限制根系生长发育、生理特征及产量,复合胁迫的效应远大于单一胁迫,淹水胁迫效应大于弱光胁迫;根系生长花期胁迫的阈值为5—7 d,根系通过增加节根层数、改变根结构、增加气腔数量和扩大气腔面积应对逆境胁迫,并且对逆境胁迫具有主动的自调节效应和适应性生长。
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