干旱胁迫环境中黄栌幼苗叶功能性状变异与产地地理-气候因子的关系

更新时间:2023-05-28

【摘要】【目的】分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异,并探究产地地理-气候因子对叶功能性状变异的影响。【方法】采用田间模拟试验方法,选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75%～80%)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55%～65%)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35%～45%)3个土壤水分含量梯度,分析干旱胁迫、产地及其二者的交互作用对叶功能性状的影响,并结合主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)分别研究产地分布与地理-气候因子的关系以及产地地理-气候因子对叶功能性状变异程度(TVD)的影响。【结果】(1)干旱胁迫对幼苗叶功能性状均具有显著影响。其中,SS环境中,叶绿素含量(LChl)、叶相对含水量(RWC)、比叶面积(SLA)和叶片面积比例(LAR)分别比对照低17.61%(P <0.001)、3.71%(P <0.001)、10.89%(P=0.002)和17.22%(P=0.001),叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LD)分别比对照高9.04%(P <0.001)和14.52%(P=0.009)。(2)黄栌叶功能性状之间的相关性在干旱胁迫环境中具有增强的趋势。其中,SLA与LDMC和LD均呈极显著(P <0.01)的负相关关系,LDMC和LD之间具有极显著(P <0.01)的正相关关系,RWC与LChl(P <0.01)、SLA(P <0.01)和LAR(P <0.05)呈极显著或显著的正相关关系。(3)干旱胁迫环境中不同产地叶功能性状具有显著差异。MS处理时,SLA(P=0.002)、LChl(P=0.025)和LD(P=0.026)在产地间具有显著差异;SS处理时,LChl(P <0.001)、LAR(P <0.001)和RWC(P=0.005)存在显著的产地差异。(4)来自北京延庆区幼苗的叶功能性状平均变异程度(所有性状变异程度的平均值)最大,为17.57%,而来自山西运城绛县幼苗的最小,为6.97%。(5)经RDA筛选,最干燥月份降水量(DMP,P=0.002)、生长季月降水量平均差(GSPD,P=0.008)、最热月份的最高气温(WMT,P=0.016)和年平均降水量(ANP,P=0.036)对幼苗TVD影响显著。其中,DMP与所有性状的变异程度之间均具有不同程度的负相关关系,但与LDMC和LD变异程度之间的负相关性更为显著,GSPD和ANP与SLA和LAR变异程度的负相关性较为显著,WMT与LChl变异程度的正相关性极为密切。【结论】黄栌叶功能性状在不同干旱胁迫环境中、不同产地间均具有显著差异。产地气候(尤其是DMP、GSPD、WMT和ANP)是导致干旱逆境中不同产地黄栌叶功能性状发生遗传变异的重要原因。5产地中,山西运城绛县的DMP最高,GSPD和ANP较为适宜,WMT较低,且来自该产地的黄栌叶功能性状在干旱胁迫中的平均变异程度最小,因此较适合引种至华北地区的干旱区域。

【关键词】 黄栌 叶功能性状 地理-气候因子 干旱胁迫 产地

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