玉米叶片气孔及花环和维管束结构对水分胁迫的响应

摘要：

采用盆栽种植,以玉米品种郑单958为试验材料,设置对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)和重度(SS)水分胁迫(土壤含水量分别为田间持水量的75％～85％、65％～75％、55％～65％、45％ ～55％)4个水分梯度,从气孔开度的调控、花环结构的变化、叶片维管束水分运输等方面研究了玉米对土壤水分胁迫的应激反应.结果表明:随着水分胁迫程度的不断加剧,气孔保卫和副卫细胞中过氧化氢(H2O2)的积累量逐渐增多,应用荧光染色定位也发现H2O2荧光强度逐渐增强,而气孔开度和气孔导度均逐渐减小.同时,花环的正常结构被破坏,花环细胞排列凌乱且体积逐渐变小,维管束鞘细胞变得不规则;大维管束断面面积、木质部面积以及韧皮部细胞数均减少,总的叶片和上、下表皮的厚度逐渐变薄.此外,花环细胞和维管束鞘细胞中叶绿体数目减少,且在中度胁迫下花环细胞中叶绿体的分布发生了变化,由紧贴细胞质膜内侧环靠细胞壁分布向偏细胞中心扩散.发现玉米气孔关闭可能是由保卫细胞和副卫细胞中的H2O2共同调节,副卫细胞中的H2O2对保卫细胞主导的气孔关闭具有协同作用.总之,在水分胁迫下,玉米通过改变叶片花环结构和厚度、叶绿体的分布,减小木质部和韧皮部面积等降低叶片表面水势,促进气孔关闭,减少体内水分散失,以减轻干旱胁迫对其伤害.

关键词：水分胁迫、气孔开度、H2O2、花环结构、水分散失

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分类号：Q945.178;S513(植物学)

资助基金：国家高技术研究发展计划项目2011AA100504资助.

在线出版日期：2014-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2944-2950