高通量表型分析不同灌溉条件下印度积雪草生理形态和生化适应性


发布时间:

2023-09-24

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

印度积雪草是一种草本植物,在全球多个地区作为传统药物种植。充足的淡水供应是维持药用植物产量和品质的重要因素。本研究旨在通过高通量表型分析,探寻合适的灌溉条件,改善印度积雪草的形态和生理特征以提高作物生产力。本文设置了4个处理:根据灌溉制度分别用I100 (对照)、I75、I50和I25表示田间持水量的100%、75%、50%和25%。

 

结果显示,在I75灌溉条件下,叶片数、植株周长、植株体积和地上部干重保持不变。叶片温度的增加归因于蒸腾作用的减弱。与对照相比, I25灌溉田间下处理21天时,显示对植株生长参数有不利影响。I75灌溉植株的叶片温度未产生显著差异,I25灌溉处理下植株的叶片温度增加了2.0℃。与对照相比,I75灌溉下植株叶组织中的积雪草酸和总积雪草苷及积雪草苷产量无显著差异,在I50灌溉条件下与对照组相差最大。根据试验结果,I75灌水处理是维持积雪草生物量和稳定的积雪草苷总量的最佳灌水方案。这灌溉条件下,积雪草表现出气孔和非气孔及叶片渗透势的生理适应,得以保持地上生产力;积雪草酸含量、总积雪草苷含量和积雪草苷产量较对照组保持一致。基于本文目前的研究结果,总耗水量减少25 %或I75灌溉条件被认为是最优的灌溉制度。本研究下一步计划在多点、不同轮作方式的田间试验中进一步验证。

 

图1. 印度积雪草在I100、I75、I50和I25下生长7d和21 d的叶片数与周长( A )、植株投影面积与地上部鲜重( B )、植株体积与地上部鲜重( C )、植株体积与地上部干重( D )的关系。数据以6次重复( n = 6)的平均值±标准误差表示

 

图2. 印度积雪草在I100、I75、I50和I25下生长7d和21 d的全株冠层叶温分布( A )、叶温( B )、作物水分胁迫指数( C )以及蒸腾速率与叶温的关系( D )。数据以6次重复( n = 6)的平均值±标准误差表示,p≤0.05时具有显著性差异

 

图3. 印度积雪草在I100、I75、I50和I25下生长7d和21 d时,黄、绿、深绿( A )颜色分割,叶片绿色度( B ),以及叶片绿色/深绿颜色与叶片绿色度( C )、叶片绿色度和PSII最大光化学量子产量( Fv / Fm ) ( D )的关系。数据以6次重复( n = 6)的平均值±标准误差表示,p≤0.05时具有显著性差异

 

图4. 用FluorCam测定了印度积雪草的最大光化学量子产量( Fv / Fm ) ( A )、光化学淬灭( qP ) ( B )和非光化学淬灭( NPQ ) ( C ),并研究了印度积雪草在I100、I75、I50和I25下的实际Fv / Fm和估计Fv / Fm  ( D )之间的关系。数据以6次重复( n = 6)的平均值±标准误差表示。

 

图5. 印度积雪草在I100、I75、I50和I25下生长21天,叶片渗透势( A )、可溶性总糖( B )、可溶性总糖与渗透势的关系( C )、净光合速率与可溶性总糖的关系( D )。数据以6次重复( n = 6)的平均值±标准误差表示,p≤0.05时具有显著性差异

 

图6. 印度积雪草在I100、I75、I50和I25处理21天下叶片组织中羟基积雪草苷( A )、积雪草苷( B )、积雪草酸( C )和总积雪草苷( D )含量。数据以6次重复( n = 6)的平均值±标准误差表示,p≤0.05时具有显著性差异

 
来 源

Cattarin T, Praseartkul P, Taota K et al. Investigating high throughput phenotyping based morpho-physiological and biochemical adaptations of indian pennywort (Centella asiatica L. urban) in response to different irrigation regimes. Plant Physiology and Biochemistry (2023). https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.107927.

 

编辑

STMW

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