地中海番茄的水分利用率與生理、形態(tài)學(xué)適應(yīng)性間的關(guān)系

1、地中海番茄的水分利用率與生理、形態(tài)學(xué)適應(yīng)性間的關(guān)系A(chǔ)bstractMaterials and MethodsResultsDiscussion一、摘要 Tomtiga de Ramellet（TR）這種植物具有明顯的抵抗干旱的能力，低于未灌溉條件下評(píng)估一個(gè)地中海番茄培育植物群體與延時(shí)水果惡化表現(xiàn)型和代表型的生長(zhǎng)，挑選出來八個(gè)不同種質(zhì)的番茄和包括六個(gè)TR種質(zhì)，一個(gè)地中海non-TR種質(zhì)（NTRM）和一個(gè)加工品種（NTRO）。在TR種質(zhì)葉形態(tài)學(xué)品種、正常分裂的葉子和光照葉子被選中。植物在經(jīng)WW和WS處理領(lǐng)域成長(zhǎng)，土壤水含量分別30%和10%。種質(zhì)是在WW和WS下根據(jù)葉類型和TR表型得到的集群。在不

2、同水處理下可能改善固有的水利用效率(AN/gs)的相關(guān)參數(shù)是合理的在產(chǎn)量上無否定影響。在WS下，TR種質(zhì)表現(xiàn)高AN/gs,在Rubisco-related參數(shù)沒有預(yù)期的差異，但與葉肉和和氣孔電導(dǎo)系數(shù)的比例有關(guān)系。結(jié)果確定地中海種質(zhì)中的番茄在水脅迫反應(yīng)下存在不同特征，同時(shí)證明gm/gs比例的增長(zhǎng)將允許在AN/gs條件下改善園藝作物的產(chǎn)量。二、材料與方法 2.1 植物材料 1、 Tomtiga de Ramellet （TR）是番茄品種的總稱。 2、挑選八個(gè)不同品種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 3、六份TR品種。番茄葉形態(tài)（TRT-1 TRT-2 TRT-3）和馬鈴薯葉形態(tài)（TRP-1 TRP-2 TRP-3）。

3、4、兩份外群品種。一個(gè)地中海non-TR品種（NTRM）和一個(gè)加工品種OH8245（NTRO）。 1、將質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)均勻的試驗(yàn)田設(shè)計(jì)成兩部分，用一個(gè)非耕地的寬帶分開，防止地塊間水的滲透。安裝一個(gè)滴灌系統(tǒng)并獨(dú)立控制測(cè)試每個(gè)地塊灌溉的均勻性。 2、在WS地塊土壤含水量(SWC)約為7-10%。 3、WW地塊SWC含量在25-30%范圍。2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 4、從202015立方厘米體積的土壤中，在80開放干燥室中干燥7天，測(cè)得SWC鮮重和干重之間的差異 5、WS的嚴(yán)重程度是證實(shí)氣孔導(dǎo)度的良好指標(biāo)。使用氣孔計(jì)在10點(diǎn)到11：30間進(jìn)行定期測(cè)量。氣孔計(jì)測(cè)量所有研究參數(shù)都要采取健康的完全發(fā)育的嫩葉。每個(gè)樣品

4、種質(zhì)由4-5個(gè)人同時(shí)進(jìn)行分別處理完成重復(fù)測(cè)量。 2.3實(shí)驗(yàn)處理相對(duì)含水量、葉面積和LMA葉片相對(duì)含水量在上午被測(cè)定。每葉鮮葉的葉面積是使用AM-300葉面積儀測(cè)定。LMA為葉面干重在整個(gè)葉片的比率。壓力容積曲線和表皮蒸騰 P-V曲線的導(dǎo)出參數(shù)是：全膨滲透勢(shì)，零膨壓滲透勢(shì),RWC的膨壓損點(diǎn)和彈性體積模量。 葉表皮蒸騰(Tcut) 用稱重法測(cè)量。三、結(jié)果 葉片水分狀態(tài)和形態(tài)參數(shù) 1、在水資源短缺的情況下測(cè)得葉片RWC顯著減少。WS處理下RWC值介于69.5%（TRP-1)和75.8%（NTRO）之間。 2、在WS條件下，氣孔導(dǎo)度（gs）的差異有顯著性。與RWC參數(shù)間呈顯著負(fù)相關(guān)。 3、種質(zhì)TRP-

5、2，TRP-3和TRT-3在干旱脅迫的條件下PS的最大量子產(chǎn)率（Fv/Fm）減少。 4、LA顯著下降是水分脅迫的結(jié)果。 5、在WS條件下LMA增加，除了TRT-2和NTRO。 6、零膨壓滲透勢(shì)間的差異在WW下不顯著，在WS下顯著。在壓力條件下，TRP-1，NTRM和NTRO的零膨壓增加。 7、無論在WW還是在WS條件下彈性體積模量（）最高的都是NTRO。 8、在WW下，不同種質(zhì)中葉表皮蒸騰（Tcut）不顯著。所有種質(zhì)中不同的葉表皮蒸騰在WW和WS下是顯著的。（除了TRP-3和NTRO數(shù)據(jù)不足）。 相互依存的體內(nèi)葉子氣體交換參數(shù) 大多數(shù)光合參數(shù)，如二氧化碳凈同化速率（AN），電子傳遞速率（J），

6、葉肉電導(dǎo)二氧化碳（gm）和羧化的最大速度（Vcmax），在WW下所有不同種質(zhì)是不顯著的，而在WS下差異越來越明顯，與gs變化相關(guān)。 1、初始階段， gs的減少導(dǎo)致AN、J和gm的減少不明顯。 2、第二階段呈線性和陡峭斜坡關(guān)系。Vcmax都不受影響，直到跌破0.1molH2Om-2s-1 。 3、在WW和WS處理下，NTRO的gs最高，與AN和gm相關(guān)。表現(xiàn)為AN/gs和gm/gs的比率較低。 4、水分利用效率（AN/gs）和gs間內(nèi)在關(guān)系呈逆顯著。 5、 WS表現(xiàn)為異常，低于回歸線以下。進(jìn)一步證實(shí)葉子同位素組成的AN/gs和葉13C之間遵循一個(gè)重要趨勢(shì)，NTRO的AN/gs顯示最低增長(zhǎng)，施加壓

7、力后葉13C減少。 6、在WS下，所有種質(zhì)間暗呼吸（Rdark）差異顯著。 7、在WS下，暗呼吸反應(yīng)呈雙向關(guān)系。初始階段，RWC增長(zhǎng)到70%，第二階段RWC的下降與急劇減少的Rdark相關(guān)。 8、晚上所有種質(zhì)的gs(gs,Rdark) 為了應(yīng)對(duì)水分脅迫而減少，gs、Rdark和RWC間呈顯著關(guān)系。葉導(dǎo)度和葉內(nèi)在水分利用效率的關(guān)系 1、觀察增加的趨勢(shì)并和LMA在干旱條件下處理的結(jié)果對(duì)比。 2、在WS處理下，NTRO在所有種質(zhì)中有最低gm。 3、兩葉電導(dǎo)比例gm/gs解釋了AN/gs的大部分變異的原因，其中干旱導(dǎo)致gm/gs增加，隨后AN/gs改變。 4、在WW和WS下相比其他種質(zhì)，NTRO顯示最

8、低的gm/gs，特別是在應(yīng)對(duì)水資源短缺的情況下NTRO中AN/gs增加。體外二硝酸核酮糖羧化酶相關(guān)的參數(shù) 1、空氣中Rubisco-related位點(diǎn)的數(shù)量是穩(wěn)定的，gs和Cc接近0.1mol H2Om-2s-1和120mol CO2mol-1的情況下，Rubisco-related位點(diǎn)數(shù)量呈急劇下降趨勢(shì)。 2、Rubisco-related氨甲?；@著降低為了應(yīng)對(duì)所有種質(zhì)的干旱脅迫。Rubisco-related的氨甲酰化狀態(tài)與gs和Cc呈對(duì)數(shù)和線性關(guān)系。TRP-3表現(xiàn)為孤立點(diǎn)，顯示更高氨甲酰化狀態(tài)gs和Cc的給定值。 1、繪制Rubisco-related比率得出總可溶性蛋白（TSP）含量

9、呈雙相反應(yīng)。 2、WW下，高的Rubisco/TSP與較低的氨甲?；癄顟B(tài)有關(guān)。 3、WS下，高的Rubisco/TSP與較高的氨甲?；癄顟B(tài)有關(guān)。 4、種質(zhì)濃度明顯下降，Rubisco氨甲?；恢脼門RT-1，TRT-2和TRP-1。氮同位素組成 1、葉15N和gs呈高度顯著的對(duì)數(shù)關(guān)系，gs接近0.15mol H2Om-2s-1時(shí)降低啟動(dòng)。這種模式體現(xiàn)了在水施加壓力的情況下氮同位素的歧化過程收到影響。 2、13C和15N間呈逆顯著關(guān)系。植物生產(chǎn)和內(nèi)在水分利用效率對(duì)形態(tài)和生理因素的影響 1、水果單株產(chǎn)量與AN呈正相關(guān)，在WS下特別顯著。 2、在WW和WS下，通過劃分NTRO 中AN/gs結(jié)果，AN

10、值顯示出較高的水果產(chǎn)量。得出NTRO與地中海的種質(zhì)一致。形態(tài)組合和生理參數(shù)的基礎(chǔ)上的聚類的加入 1、正常番茄葉組NTRO從地中海種質(zhì)分離，TR和NTRM間沒發(fā)現(xiàn)區(qū)別。 2、在WS下，番茄種質(zhì)分化組很明顯，從NTR分離得到TR，在TR組內(nèi)，分離得到TRT和TRP。 3、在WW下，得到三種不同定義組：1）TRT+NTRM；2）TRP；3）NTRO；而WS下，要考慮四組：1）TRT；2）TRP；3）NTRO；4）NTRM。四、結(jié)論4.1 不同種質(zhì)的番茄群體在水處理行為下的差異 1、番茄種質(zhì)集群和ANOVA的分析結(jié)果是基于形態(tài)學(xué)和生理學(xué)顯示出的不同參數(shù)，聚類種質(zhì)的不同取決于WW和WS兩種水處理。 2、水果生產(chǎn)和AN/gs間呈逆顯著關(guān)系。4.2 抗旱種質(zhì)間的氣體變化 1、 gs的變化解釋了AN、J、gm和Vcmax的種質(zhì)間差異。 2、 在WS下，NTRO呈現(xiàn)較低的AN/gs，進(jìn)一步確認(rèn)AN/gs和gs的關(guān)系。 3、Rdark的進(jìn)程影響植物碳和水的平衡。選擇減少夜間碳和水的損失可能增加水分利用率而不降低產(chǎn)量。4.3 在TR種質(zhì)葉形態(tài)和gm負(fù)責(zé)改進(jìn)AN/gs 1、葉大小和形狀是能源和碳排放的主要平衡因素。 2、碳通量在LMA葉片水分調(diào)解中起重要作用。 3、選擇低Tcut將有利