摘要
干旱严重制约着新疆草牧业的发展，为解决苗期牧草种植与水分供求不平衡问题亟需从本地野生种质资源着手。梯牧草(PhleumpratenseL.)作为新疆特有野生牧草种质资源，探究其应对干旱胁迫的生理生态响应机制，筛选抗旱材料，可为实现新疆草牧业绿色发展提供一定的理论依据。本研究以新疆4份野生梯牧草(分别来自新疆乌鲁木齐市T-2、塔城地区T-3、昭苏县T-4及尼勒克县T-5)及1份栽培种(岷山梯牧草T-1)为研究对象，开展室内盆栽实验。通过设置不同水分梯度(85％、65％、45％、25％饱和持水量)，并以称重法控制水分含量，对苗期生长特性、解剖学特征及生理生化特性等方面展开研究，揭示梯牧草应对不同干旱胁迫下的变化规律，通过主成分分析法、隶属函数法、灰色关联度法等进行抗旱敏感指标筛选及梯牧草抗旱性综合评价，主要研究结果如下: (1)生长及耗水特性结果表明，各材料随干旱胁迫程度的增加均受到不同程度的抑制，材料株高、叶长、叶宽、茎粗、分蘖数、总耗水量总体表现出适宜水分＞轻度胁迫＞中度胁迫＞重度胁迫的趋势，其中，中度干旱处理下的T-3与重度干旱处理下的T-5分蘖数均为0;地上、地下生物量及根冠比变化趋势不一，但总体均受到干旱胁迫的抑制，差异显著(P＜0.05);水分利用效率则随胁迫加剧总体呈现升高趋势，重度胁迫下较对照组增长幅度为56.09％～230.77％。T-4属于低耗水高水分利用效率材料，而栽培种T-1属于高耗水低水分利用率材料。 (2)叶片解剖结构结果表明，随胁迫增强，不同梯牧草叶片解剖参数变化趋势不一，材料间表现出较强的抗旱差异性;根系解剖结构表明，随胁迫增强，根系直径、中柱直径、皮层厚度及导管直径总体呈现下降趋势，导管密度总体呈上升趋势，皮层占比多为上升趋势。各材料通过动态调节各项解剖结构，维持自身生长发育与水分的供求平衡，体现出不同材料对干旱的适应性差异。 (3)生理生化特性表明，随干旱胁迫的增强，叶片相对含水量有一定程度的降低，叶绿素含量则有一定程度的上升;细胞膜透性发生变化，表现为相对电导率和丙二醛含量的升高;同时渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白含量)总体呈现升高的趋势;SOD酶活性总体呈现升高趋势，DHA酶活性则均呈下降趋势，材料处于重度干旱胁迫下相较对照组降幅为18.73％～35.99％。 (4)抗旱性指标筛选结果表明，材料抗旱性敏感指标会随干旱程度的不同发生改变，但不论何种程度的胁迫，叶片及根系解剖学参数的抗旱关联度均排在前列，其次形态指标中叶长、叶宽、茎粗以及生理生化指标中根系脱氢酶活性也可作为抗旱关键指标。梯牧草材料遭受干旱胁迫时，其表型和细胞结构受到较大影响，与梯牧草抗旱性密切相关。 (5)抗旱性综合排序结果表明，5份梯牧草材料抗旱性综合排序依次为T-2＞T-1＞T-4＞T-5＞T-3,不同胁迫下抗旱排序亦会发生改变，但抗旱性表现较强的材料T-2、T-1始终位于前列，体现出较好的抗旱潜力，可进一步挖掘为梯牧草抗旱育种提供基础材料。
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