水分脅迫條件下油蒿表型可塑性與生理適應性的研究.pdf

1、油蒿（Artemisia ordosica Krasch）是我國西北東部沙地主要的建群種，對其在水分脅迫下的表型可塑性及生理適應性進行研究，有助于油蒿植被的恢復。本文在對毛烏素沙地和騰格里沙漠野外油蒿調(diào)查觀測的基礎上，進行了油蒿幼苗的盆栽實驗，探討了油蒿在干旱脅迫下的表型可塑性及生理適應性。
　　 1.用統(tǒng)計學和地統(tǒng)計學的方法，研究了毛烏素沙地和騰格里沙漠油蒿個體在大尺度上的生長分異，探討了騰格里沙漠油蒿個體在小尺度上生長可塑性

2、的空間變化。結果表明，盡管毛烏素沙地和騰格里沙漠油蒿幼苗的地上部生物量和地下部生物量都呈線性正相關關系，地上部生物量和根長都呈對數(shù)遞增關系，但由于兩地降水量之間的顯著差異，與騰格里沙漠相比，毛烏素沙地油蒿幼苗的根冠比更大，說明油蒿根系表現(xiàn)出更強的生長可塑性。地統(tǒng)計學方法進一步分析表明，騰格里沙漠油蒿植株因土壤濕度產(chǎn)生的空間異質(zhì)性會導致生長可塑性，在地上部重、根重和根長3個區(qū)域化變量中，油蒿根長的可塑性最大，這說明根系的生長可塑性是油蒿對

3、干旱逆境的一種適應。
　　 2.大多數(shù)研究表明，隨著生境的干旱，植物通常會具有較大的根冠比。但如上所述，騰格里沙漠的降水量比毛烏素沙地的少，而騰格里沙漠油蒿幼苗的根冠比也比毛烏素沙地的小，這與以往報道明顯不同。為了驗證這一現(xiàn)象，進行了油蒿幼苗的盆栽實驗。通過控制土壤水分濕度及氣溫的雙因素隨機區(qū)組實驗設計，分析了盆栽實驗中油蒿的根冠比變化，并分析了油蒿幼苗葉中水分生理變化。結果表明，隨著氣溫的升高，油蒿幼苗的根冠比表現(xiàn)出先升高后降

4、低的趨勢；隨著土壤水分脅迫程度的加劇，油蒿幼苗根冠比呈下降趨勢。分析表明，隨著氣溫的升高，油蒿幼苗的組織含水量和水分飽和虧都表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，這與根冠比的變化一致。但隨著土壤水分脅迫程度的加劇，油蒿幼苗的根冠比變化與隨氣溫的變化相一致，這說明組織水分生理的變化對油蒿根冠比的變化有一定的影響。進一步分析表明，騰格里沙漠與毛烏素沙地相比，氣溫高、降水少，即氣溫高、土壤水分脅迫程度重，因而根冠比較小，這說明植株的形態(tài)可塑性也是油蒿對干

5、旱逆境的一種適應。
　　 3.在高氣溫、重土壤水分脅迫的生境里，油蒿根系水分生理是如何變化的，這是本項研究關心的第三個問題。為此，選擇騰格里沙漠不同齡級油蒿為研究對象，測定分析了SPAC水勢與油蒿根、枝、葉含水量的變化，探討了土壤干旱臨界狀態(tài)時油蒿植物的水分生理適應對策。結果表明，土壤干旱臨界狀態(tài)時，油蒿的根不但具有吸水和輸水功能，而且也具有“臨時水庫”功能，油蒿依靠“臨時水庫”的調(diào)劑，才能繼續(xù)SPAC水分傳輸、渡過嚴酷的干旱逆

6、境?？梢姡洼锔档摹芭R時水庫”功能是油蒿對干旱逆境的一種水分生理適應。
　　 4.在測定分析SPAC水勢與油蒿根、枝、葉含水量的變化的同時，測定分析了酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)指標的變化，探討了土壤干旱臨界狀態(tài)時油蒿植物活性氧代謝的適應對策。結果表明，SOD與CAT活性隨干旱增加而增加并與組織含水量相關性顯著，POD活性隨干旱增加而減小并與組織含水量相關性不顯著，日高溫時段油蒿體內(nèi)可溶性糖不是參與滲透調(diào)節(jié)，而是參與活性氧自由基的清除

7、。因此，在土壤干旱臨界狀態(tài)時，油蒿通過自身協(xié)調(diào)水分、酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)共同參與活性氧自由基的清除，以維系水分生理代謝這也是油蒿的一種生理生化適應。
　　 綜合上述，在重度水分脅迫條件下，油蒿根長所反映的生長可塑性、根冠比所反映的形態(tài)可塑性以及根系“臨時水庫”功能所反映的生理適應性是油蒿抵御逆境的一種生態(tài)適應機制。同時，在重度水分脅迫條件下，油蒿組織中酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)共同參與活性氧自由基的清除，這又是油蒿抵御逆境的一種生理適