为提高烤烟幼苗在移栽过程中的成活率,缩短移栽后的大田缓苗期,本试验研究了不同干旱胁迫程度喷施下不同外源物质对烤烟幼苗抗旱能力的影响,主要以烤烟幼苗的光合气体交换参数变化、叶绿素荧光参数变化、膜透性的变化、渗透调节物质和水分利用率及抗氧化酶系统的变化为主要参考指标探讨了不同外源物质对提高烤烟幼苗抗旱能力的可能作用机制,其主要结果如下: 1.干旱胁迫虽然抑制烤烟幼苗的光合作用,使反应中心的电子传递受阻,光化学效率降低,但烤烟幼苗可以通过关闭气孔、降低蒸腾来提高干旱胁迫下的水分利用率,使叶片保持较高的含水量,进而提高烤烟幼苗的抗旱能力,干旱胁迫降低了烤烟幼苗PSⅡ原初的光能转换效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR),抑制了光合作用的原初过程,烤烟幼苗叶片发生了明显的光抑制,干旱胁迫下烤烟幼苗叶片VJ和Mo明显增加而Sm有所下降,使有活性的反应中心开放程度降低,QB位点发生了改变和PQ库容量降低,PSⅡ电子受体侧受到明显的伤害,PSⅡ反应中心失活或降解,()Po降低,而()Do增加,导致用于QA-以后的电子传递能量比例()Eo减少,DIo/RC的大量增加和TRo/RC、EFo/RC的降低,说明烤烟叶片干旱胁迫下的PSⅡ反应中心受到伤害,但叶片可以通过热能形式消耗过剩激发能,这对减轻PSⅡ承受的激发压力起到重要的作用。 2.以叶绿素快相荧光动力学曲线(OJIP)为探针,研究了钙对干旱下烤烟幼苗光系统Ⅱ功能的影响。结果表明:干旱胁迫下,叶面喷施10.0 mmol·L-1CaCl2溶液的叶片电子传递的能量比例(()Eo)干旱第10 d与干旱第1 d相比下降了20.37％,而CK却下降了25.14％；单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)在干旱第10 d时高于CK3.69％,说明叶面喷施10.0 mmol·L-1的CaCh溶液增加了PSⅡ捕获光能用于光合电子传递的比例,并且增加了剩余有活性中心的效率和电子传递链中的能量传递,可以产生更多的NADPH用于碳同化和ATP的形成以满足干旱胁迫下烤烟幼苗的能量需求来增加抗旱性。干旱胁迫使烤烟幼苗的光统统Ⅱ受到了伤害,而叶面喷施10.0 mmol·L-1的CaCl2溶液能使光系统Ⅱ在干旱胁迫下保持相对较高的活性,可能是增加烤烟幼苗抗旱能力的主要因为之一。 3.干旱胁迫下,喷施0.2mmol·L-1,0.5mmol·L-1的外源MeJA与CK相比光合指标Pn、Gs、Tr以及渗透调节物质SS含量和保护酶SOD、POD活性明显提高,Ci和MDA含量有所下降,但高浓度1.0mmol·L-1的MeJA并没有起到明显的保护作用。复水后,各项指标均有明显的恢复,经MeJA处理后的幼苗恢复更明显。说明外源MeJA减轻了干旱胁迫对烤烟幼苗叶肉细胞光合机构的伤害,缓解了光合作用的下调,并且具有保护烤烟幼苗叶片细胞膜稳定性的能力,以及提高渗透调节物质和保护酶活性的能力,降低了烤烟幼苗在干旱胁迫下所受的伤害,同时保证了复水后光合和生理特性的迅速恢复。MeJA在缓解干旱带来的伤害时具有浓度效应,而在复水后的恢复过程中没有表现出来明显的浓度效应。 4.干旱胁迫下,喷施0.2 mmol·L-1和0.5 mmol·L-1的外源MeJA明显抑制了Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ、ETR、qP的下降和qN的上升,而高浓度1.0 mmol·L-1MeJA没有起到明显的作用。复水后,各项叶绿素荧光指标均有明显的恢复,并且MeJA处理后的幼苗恢复更明显。说明外源MeJA减轻了干旱胁迫下烤烟叶片叶绿素的分解,对PSⅡ反应中心起到一定的保护作用,提高了电子传递速率,降低了烤烟幼苗在干旱胁迫下所受的伤害,并且复水后叶绿素含量和叶绿素荧光参数能够迅速恢复,从而保证了经干旱胁迫后烤烟幼苗在雨期来临或灌溉后的迅速缓苗。 5.叶面喷施0.5mmol·L-1和1.0 mmol··L-1SA减轻了干旱引起的细胞膜丙二醛的增加,有效地保护了烤烟幼苗叶片的膜系统。同时,0.5mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱胁迫下叶绿素的分解,有效缓解干旱对类囊体膜和PSⅡ反应中心的伤害,增强了烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力,其最适宜的浓度为0.5～1.0 mmol·L-1。2.0mmol·L-1SA对烤烟幼苗有一定的毒害作用。 6.叶面喷施喷施1.0 mmol··L-1的ASA和10 mmol·L-1的CaCl2均可以提前烤烟幼苗在干旱胁迫下的光合能力,缓解干旱胁迫下的光抑制,并且二者混合使用表现出一定的协同作用。复水后,不同外源物质处理的烤烟幼苗的各项光合指标均迅速恢复,且叶面喷施喷施1.0 mmol·L-1的ASA和10 mmol·L-1的CaCl2恢复特性也优于对照,特别是ASA+CaCl2处理的恢复效果更加明显,能够使干旱胁迫后雨期来临或人工灌溉条件下幼苗迅速返苗,提高了烤烟幼苗的移栽质量。
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