荒漠草原优势植物对干旱胁迫的光合生理响应和适应机制

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：可见短花针茅和蒙古冰草的叶绿素含量降低是叶绿素的主动降解过程，维持较高的Car 以保护叶绿素免遭破坏。可见，2 种豆科植物的光合能力和光合生产性能差异显著，甘草具备豆科植物高的光合生产性能。

叶绿素是植物吸收太阳能进行光合作用的基本物质，在一定范围内，叶绿素含量越高，光合越强，就能制造更多的光合产物（赵则海等，2005）。植物在干旱胁迫下叶绿素含量的变化在一定程度上可以反映植物受害程度（叶菊等，2014），干旱胁迫会降低植物叶绿素含量，而抗旱性越强的植物降低幅度越小（李吉跃，1991；米海莉等，2004）。本研究中，随着水分胁迫强度的增加，4 种植物的叶绿素含量均持续减少，叶绿素a/b 显著增加，而类胡萝卜素（Car）含量变化不一，各指标在不同处理间均达到了显著性差异。其中，甘草和牛枝子的叶绿素a 和叶绿素b 含量显著小于短花针茅和蒙古冰草，而变化幅度显著大于短花针茅和蒙古冰草，其叶绿素a/b 值显著大于短花针茅和蒙古冰草。说明，甘草和牛枝子叶片在干旱胁迫条件下虽然总叶绿素含量下降，但因叶绿素a/b 值提高，可以维持较稳定的光能吸收、传递和转换功能，进而可以为光合作用顺利进行提供保障。短花针茅和蒙古冰草的叶绿素含量变化较为平缓，短花针茅的类胡萝卜素（Car）含量显著大于牛枝子、蒙古冰草和甘草，蒙古冰草的Car 随着水分含量降低而持续增加。研究认为Car 能碎灭对光合膜有潜在破坏作用的单线态氧，从而保护受光激发的叶绿素免遭光氧化的破坏，Car 含量越高，抗旱性越强（王彬等，2011）。可见短花针茅和蒙古冰草的叶绿素含量降低是叶绿素的主动降解过程，维持较高的Car 以保护叶绿素免遭破坏。

陈彦云等（2015）研究了宁夏荒漠草原6 种牧草的生产性能和光合特性，认为3 种豆科牧草（草木樨、紫花苜蓿和沙打旺）的Pn、Tr、Gs和Ci 显著大于禾本科（披碱草、扁穗冰草、蒙古冰草），但WUEi 低于禾本科。本研究中，甘草的Pn、Tr、Gs 和Ci 值最高，蒙古冰草与短花针茅的Pn、Tr、Gs 和Ci 值之间差异较小，牛枝子的Pn、Tr、Gs 和Ci值最小，从这些参数的变化可以看出，甘草具有较强的光合能力和高的光合生产性能，而牛枝子的光合能力和光合生产性能最弱，2 种禾草光合特性的种间差异较小，具有其他禾草相似的变化特点（闫瑞瑞等，2009）。可见，2 种豆科植物的光合能力和光合生产性能差异显著，甘草具备豆科植物高的光合生产性能。在严重干旱胁迫下，4 种植物的Ls 和Ci/Gs 值变化有显著差异，蒙古冰草和牛枝子的Ls、Ci/Gs 值显著大于甘草和短花针茅，且蒙古冰草的Pn、Tr、Gs 和Ci 值在严重胁迫处理下的变化方向未发生转折，具有较高的Ls 和Ci/Gs 值，说明在T4 处理下限制蒙古冰草光合作用的气孔与非气孔限制因素同时存在。而牛枝子也具有较高的Ls 和Ci/Gs 值，但在T4 处理下，Pn、Tr、Gs 和Ci 值都发生了拐点，可见T4 处理对牛枝子造成的损伤大于其他3 种植物。(www.chuimin.cn)

荒漠草原优势植物对干旱胁迫的光合生理响应和适应机制

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