留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析

张圆雷 张宏图 徐子寅 李淑霞 于晓玲 赵平娟 李文彬 张秀春 于晓惠 阮孟斌

张圆雷, 张宏图, 徐子寅, 李淑霞, 于晓玲, 赵平娟, 李文彬, 张秀春, 于晓惠, 阮孟斌. 干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
引用本文: 张圆雷, 张宏图, 徐子寅, 李淑霞, 于晓玲, 赵平娟, 李文彬, 张秀春, 于晓惠, 阮孟斌. 干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
ZHANG Yuanlei, ZHANG Hongtu, XU Ziyin, LI Shuxia, YU Xiaoling, ZHAO Pingjuan, LI Wenbin, ZHANG Xiuchun, YU Xiaohui, RUAN Mengbin. Comparative analysis of stomatal density and physiological indexes of cassava under drought stress[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
Citation: ZHANG Yuanlei, ZHANG Hongtu, XU Ziyin, LI Shuxia, YU Xiaoling, ZHAO Pingjuan, LI Wenbin, ZHANG Xiuchun, YU Xiaohui, RUAN Mengbin. Comparative analysis of stomatal density and physiological indexes of cassava under drought stress[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056

干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
基金项目: 

国家自然科学基金面上项目(32272037)

详细信息
    第一作者:

    张圆雷(1999-),男,海南大学热带农林学院2021级硕士研究生。E-mail:hainandaxuezyl@163.com

    通信作者:

    于晓惠(1987-),女,讲师。研究方向:分子遗传。E-mail:xiaohuiyu@hainanu.edu.cn

    阮孟斌(1979-),男,研究员。研究方向:分子遗传。E-mail:ruanmengbin@itbb.org.cn

  • 中图分类号: S533

Comparative analysis of stomatal density and physiological indexes of cassava under drought stress

  • 摘要: 为解析木薯(Manihot esculenta)在干旱胁迫下的生理调控机制,本研究统计分析了93个木薯栽培品种的气孔密度,比较干旱胁迫下不同木薯品种气孔密度的变化情况,并对其叶片生理生化指标进行测定,分析不同木薯品种气孔密度及生理指标与其抗旱性的关系。结果发现:1)在干旱胁迫下,不同栽培品种气孔密度的变化规律不一致,木薯气孔密度与抗旱性呈弱负相关(相关系数为-0.15);2)在干旱胁迫条件下,6个木薯栽培品种(3个低气孔密度和3个高气孔密度)叶片的可溶性糖含量和蒸腾速率均显著下降,但在高、低气孔密度品种间没有显现出非常一致的规律。因此,干旱对木薯生长的影响较大,木薯可能通过合成渗透调节物质及抗氧化物酶来快速响应干旱胁迫,并进一步影响气孔的分化发育。
  • [1] BROWN A L, CAVAGNARO T R, GLEADOW R, et al.Interactive effects of temperature and drought on cassava growth and toxicity:implications for food security?[J]. Global Change Biology, 2016, 22(10):3461-3473.
    [2] LI S, CUI Y, ZHOU Y, et al. The industrial applications of cassava:current status, opportunities and prospects[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2017,97(8):2282-2290.
    [3] AINSWORTH E A, LONG S P. 30 years of free-air carbon dioxide enrichment(FACE):what have we learned about future crop productivity and its potential for adaptation?[J]. Global Change Biology, 2021, 27(1):27-49.
    [4] UTSUMI Y, TANAKA M, MOROSAWA T, et al. Transcriptome analysis using a high-density oligomicroarray under drought stress in various genotypes of cassava:an important tropical crop[J]. DNA Research:an International Journal for Rapid Publication of Reports on Genes and Genomes, 2012, 19(4):335-345.
    [5] YE Z Q, WANG J M, WANG W J, et al. Effects of root phenotypic changes on the deep rooting of Populus euphratica seedlings under drought stresses[J]. PeerJ, 2019, 7:e6513.
    [6] LI X, SMITH R, CHOAT B, et al. Drought resistance of cotton(Gossypium hirsutum) is promoted by early stomatal closure and leaf shedding[J]. Functional Plant Biology:FPB, 2020, 47(2):91-98.
    [7] EL-SHARKAWY M A. Cassava biology and physiology[J]. Plant Molecular Biology, 2004, 56(4):481-501.
    [8] 于晓玲,王淦,阮孟斌,等.水分胁迫对不同木薯品种叶片生理生化的影响[J]. 中国农学通报, 2012, 28(33):60-64.
    [9] HETHERINGTON A M, WOODWARD F I. The role of stomata in sensing and driving environmental change[J]. Nature, 2003, 424:901-908.
    [10] CAINE R S, HARRISON E L, SLOAN J, et al. The influences of stomatal size and density on rice abiotic stress resilience[J]. The New Phytologist, 2023, 237(6):2180-2195.
    [11] MARRON N, DILLEN S Y, CEULEMANS R. Evaluation of leaf traits for indirect selection of high yielding poplar hybrids[J]. Environmental and Experimental Botany,2007, 61(2):103-116.
    [12] 单提波,姚文钧,徐正进,等.不同气孔密度水稻剑叶光合特性及蔗糖代谢研究[J]. 中国水稻科学, 2015,29(6):648-652.
    [13] 陈璐,陈默,吴志鹏,等.水分胁迫下木薯(NZ199)苗期生理响应分析[J]. 江西农业大学学报, 2023, 45(4):855-865.
    [14] WANG B, GUO X, ZHAO P, et al. Molecular diversity analysis, drought related marker-traits association mapping and discovery of excellent alleles for 100-day old plants by EST-SSRs in cassava germplasms(Manihot esculenta Cranz)[J]. PLoS One, 2017, 12(5):e0177456.
    [15] 李俊,杨玉皎,王文丽,等. UV-B辐射增强对马铃薯叶片结构及光合参数的影响[J]. 生态学报, 2017, 37(16):5368-5381.
    [16] 季蕾蕾,木泰华,孙红男.不同干燥方式对甘薯叶片水分迁移、微观结构、色泽及复水性能影响的比较[J]. 食品科学, 2020, 41(11):90-96.
    [17]
    [18] 王巧艳.玉米副卫细胞中H2O2与气孔开关的关系及其来源探究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2016.
    [19] BESTETTI S, MEDRAÑO-FERNANDEZ I, GALLI M, et al. A persulfidation-based mechanism controls aquaporin-8conductance[J]. Science Advances, 2018, 4(5):eaar5770.
    [20] YU H, CHEN X, HONG Y Y, et al. Activated expression of an Arabidopsis HD-START protein confers drought tolerance with improved root system and reduced stomatal density[J]. The Plant Cell, 2008, 20(4):1134-1151.
    [21] YOO C Y, PENCE H E, JIN J B, et al. The Arabidopsis GTL1 transcription factor regulates water use efficiency and drought tolerance by modulating stomatal density via transrepression of SDD1[J]. The Plant Cell, 2012, 22(12):4128-4141.
    [22] FRANKS P J, DOHENY-ADAMS T W, BRITTONHARPER Z J, et al. Increasing water-use efficiency directly through genetic manipulation of stomatal density[J]. The New Phytologist, 2015, 207(1):188-195.
    [23] HEPWORTH C, DOHENY-ADAMS T, HUNT L, et al.Manipulating stomatal density enhances drought tolerance without deleterious effect on nutrient uptake[J]. The New Phytologist, 2015, 208(2):336-341.
    [24] MENG L S, YAO S Q. Transcription co-activator Arabidopsis ANGUSTIFOLIA3(AN3) regulates water-use efficiency and drought tolerance by modulating stomatal density and improving root architecture by the transrepression of YODA(YDA)[J]. Plant Biotechnology Journal,2015, 13(7):893-902.
    [25] KUMAR S, TRIPATHI S, SINGH S P, et al. Rice breeding for yield under drought has selected for longer flag leaves and lower stomatal density[J]. Journal of Experimental Botany, 2021, 72(13):4981-4992.
    [26] XIN H, LI Q, WANG S, et al. Saussurea involucrata PIP2;4 improves growth and drought tolerance in Nicotiana tabacum by increasing stomatal density and sensitivity[J]. Plant Science:an International Journal of Experimental Plant Biology, 2023, 326:111526.
    [27] 何士敏,汪建华,秦家顺.几种沙棘叶片组织结构特点和抗旱性比较[J]. 林业科技开发, 2009, 23(1):16-19.
    [28] XU Z, ZHOU G. Responses of leaf stomatal density to water status and its relationship with photosynthesis in a grass[J]. Journal of Experimental Botany, 2008, 59(12):3317-3325.
  • [1] 刘小丽, 韦运谢.  木薯MeAux/IAA19基因的克隆及功能初探 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-7. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240145
    [2] 胡文成, 朱寿松, 王艺璇, 阳达, 陈银华.  木薯茉莉酸氧化酶JOXs基因家族的鉴定及表达模式分析 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-10. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240199
    [3] 吴竞远, 唐璐芝, 朱彬彬, 赵惠萍.  木薯生长素响应因子MeARF的克隆及互作蛋白的筛选 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-9. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240148
    [4] 何娇妍, 陈奥, 闫语.  木薯MeKIN10与MeRAV1/2蛋白互作结构域鉴定 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-10. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20250028
    [5] 郑永清, 李开绵, 李伯松, 马旭东, 陈松笔.  木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析 . 热带生物学报, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
    [6] 付子昱, 韦运谢.  MeAPX2在木薯抗普通花叶病毒病中的功能分析 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-9. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20250032
    [7] 李慈云, 杨静, 卢东莹, 杨健飞, 杨琦, 王菲, 陈银华, 牛晓磊.  菜豆黄单胞菌侵染下木薯内参基因筛选与评价 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-8. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240201
    [8] 张子赫, 郑蔺玲, 李可, 陈银华, 高豫.  木薯ERF基因家族Ⅶ亚族的鉴定与表达分析 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-15. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20250035
    [9] 陈虹, 段洪浪, 吴建平.  土壤理化性质和微生物群落组成对极端水分胁迫的响应 . 热带生物学报, 2025, 16(): 1-9. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240119
    [10] 贾素行, 朱寿松, 符仁稳, 李春霞, 陈银华.  木薯MePPD3基因的克隆及功能分析 . 热带生物学报, 2024, 15(1): 10-18. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230035
    [11] 冯亚亭, 张逸杰, 林南方, 陈银华, 骆凯.  木薯不同组织内生细菌多样性的比较分析 . 热带生物学报, 2024, 15(2): 141-149. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230077
    [12] 张逸杰, 王思琦, 陆小静, 宋记明, 王睿, 曹敏, 张瑞, 王红刚, 吴金山.  木薯块根灰分和水分近红外光谱预测模型的构建与优化 . 热带生物学报, 2024, 15(3): 259-267. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230031
    [13] 戴云鹏, 潘晋龙, 吴宇垚, 韩昊祥, 张怀方, 陈新, 曾长英.  2种氮素的分根处理对木薯幼苗生长发育和氮效率的影响 . 热带生物学报, 2023, 14(6): 614-621. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230008
    [14] 邓雅洁, 刘云豪, 孙琪, 邱越, 宋家明, 赖杭桂.  在干旱胁迫下有性四倍体木薯叶片的蛋白质组学研究 . 热带生物学报, 2021, 12(2): 210-218. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.02.010
    [15] 任宁, 陈秀珍, 夏幽泉, 白雪杨, 江行玉, 周扬.  木薯MeNRT2.5基因的克隆及表达分析 . 热带生物学报, 2019, 10(2): 111-118. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2019.02.003
    [16] 侯鹏宇, 于心怡, 肖晓蓉, 郑琳琳, 陈银华.  木薯MKK家族基因的鉴定及表达分析 . 热带生物学报, 2019, 10(2): 119-126. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2019.02.004
    [17] 唐枝娟, 朱寿松, 于心怡, 赵锐, 牛晓磊, 陈银华, 耿梦婷.  木薯MeRbohE基因的克隆及表达分析 . 热带生物学报, 2018, 9(2): 170-175. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2018.02.007
    [18] 赵帅, 阙艳鹏, 夏栋楠, 符文英.  5个海巴戟种质低温胁迫下的抗寒性评价 . 热带生物学报, 2018, 9(1): 69-75. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2018.01.09
    [19] 王龙飞, 成善汉, 夏枫, 倪苗, 张浩, 王平, 汪志伟, 朱国鹏, 林师森.  干旱胁迫对海南黄灯笼椒辣味及相关生理生化指标的影响 . 热带生物学报, 2018, 9(2): 207-213. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2018.02.013
    [20] 王树昌, 于晓玲, 李淑霞, 阮孟斌, 彭明.  木薯MeHDS09基因克隆及其对逆境信号的响应 . 热带生物学报, 2017, 8(4): 409-414. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2017.04.006
  • 加载中
  • 计量
    • 文章访问数:  50
    • HTML全文浏览量:  11
    • PDF下载量:  7
    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2024-04-08
    • 修回日期:  2024-05-09

    干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析

    doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
      基金项目:

      国家自然科学基金面上项目(32272037)

      作者简介:

      张圆雷(1999-),男,海南大学热带农林学院2021级硕士研究生。E-mail:hainandaxuezyl@163.com

      通讯作者: 于晓惠(1987-),女,讲师。研究方向:分子遗传。E-mail:xiaohuiyu@hainanu.edu.cn; 阮孟斌(1979-),男,研究员。研究方向:分子遗传。E-mail:ruanmengbin@itbb.org.cn
    • 中图分类号: S533

    摘要: 为解析木薯(Manihot esculenta)在干旱胁迫下的生理调控机制,本研究统计分析了93个木薯栽培品种的气孔密度,比较干旱胁迫下不同木薯品种气孔密度的变化情况,并对其叶片生理生化指标进行测定,分析不同木薯品种气孔密度及生理指标与其抗旱性的关系。结果发现:1)在干旱胁迫下,不同栽培品种气孔密度的变化规律不一致,木薯气孔密度与抗旱性呈弱负相关(相关系数为-0.15);2)在干旱胁迫条件下,6个木薯栽培品种(3个低气孔密度和3个高气孔密度)叶片的可溶性糖含量和蒸腾速率均显著下降,但在高、低气孔密度品种间没有显现出非常一致的规律。因此,干旱对木薯生长的影响较大,木薯可能通过合成渗透调节物质及抗氧化物酶来快速响应干旱胁迫,并进一步影响气孔的分化发育。

    English Abstract

    张圆雷, 张宏图, 徐子寅, 李淑霞, 于晓玲, 赵平娟, 李文彬, 张秀春, 于晓惠, 阮孟斌. 干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
    引用本文: 张圆雷, 张宏图, 徐子寅, 李淑霞, 于晓玲, 赵平娟, 李文彬, 张秀春, 于晓惠, 阮孟斌. 干旱模式下木薯气孔密度及生理指标的比较分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
    ZHANG Yuanlei, ZHANG Hongtu, XU Ziyin, LI Shuxia, YU Xiaoling, ZHAO Pingjuan, LI Wenbin, ZHANG Xiuchun, YU Xiaohui, RUAN Mengbin. Comparative analysis of stomatal density and physiological indexes of cassava under drought stress[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
    Citation: ZHANG Yuanlei, ZHANG Hongtu, XU Ziyin, LI Shuxia, YU Xiaoling, ZHAO Pingjuan, LI Wenbin, ZHANG Xiuchun, YU Xiaohui, RUAN Mengbin. Comparative analysis of stomatal density and physiological indexes of cassava under drought stress[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 163-171. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240056
    参考文献 (28)

    目录

      /

      返回文章
      返回