獨葉草無性系種群生理整合研究.pdf

1、植物的生境在時間和空間上都是異質性的，即使在很小的尺度上這種異質性也是存在的。在進化過程中，植物可能形成了各種有效利用環(huán)境異質性的生態(tài)適應對策，而生理可塑性是植物對環(huán)境影響反應的最直接表現，加強對克隆植物生理可塑性的研究能更準確的掌握環(huán)境對克隆植物的影響。本文以分布在太白山國家森林公園3個海拔的游擊型克隆植物獨葉草為研究對象，對其營養(yǎng)葉的光合生理生態(tài)特性和不同年齡分株營養(yǎng)葉的光合色素、含氮化合物、膜質過氧化水平、抗氧化物質、抗氧化酶與N

2、R、GS活性以及不同分株營養(yǎng)器官中的C、N、P、K、Mg元素含量進行了初步的比較測定和分析，旨在揭示獨葉草無性系分株對異質環(huán)境響應的生理機制--生理可塑性，同時為探討獨葉草無性系種群的瀕危原因、維持機制以及保護對策，提供必要的科學依據。主要的結論如下： 1.獨葉草的凈光合速率(Pn)日變化曲線呈雙峰型，峰值出現在13：30和16：30左右，具有明顯的光合“午休”現象；其葉片的蒸騰速率(Tr)，水分利用率(Wl兜)的變化也呈雙峰型

3、。 2.獨葉草葉片的光補償點(L,CP)、光飽和點(LSP)分別為14.93和215.76＃m01.m2.8-，只能適應較窄的光照環(huán)境。 3.獨葉草各分株葉片的Chl a、Chl b和total Chl的含量在不同海拔高度上表現出幼齡分株含量低，隨海拔的升高而降低；可溶性糖含量的變化與Chl a、Chl b和‘Total Chl的變化趨勢相反。這些變化不僅保護了幼齡分株免遭強光、低溫的傷害、適應高海拔生境生長，而且有利于

4、無性系分株光合作用等各項生理活動的順利進行。 4.N03-N含量、NR活性受分株年齡、海拔梯度的影響極其顯著(p<0.001)。Pro與可溶性蛋白的變化趨勢相反。較高海拔可溶性蛋白的含量相對較高，有利于獨葉草適應高海拔生境生長。據此推測，不同海拔獨葉草相連分株葉片積累的N03-N，在NR、GS的催化作用下進一步轉化形成蛋白質的過程中，可能通過調節(jié)氮代謝來適應不同海拔及其同一海拔下微生境的變化，同時與植物的碳代謝等協(xié)調統(tǒng)一，以使其

5、更好的適應獨葉草的生存環(huán)境。 5.SOD、POD活性隨著海拔的升高而相應增大，然而，CAI活性隨海拔的升高而顯著降低，隨分株年齡的增長而下降。CAI活性的降低可能作為一種脅迫信號而激活其它抗氧化保護機制。紫外吸收物含量隨海拔的升高、分株年齡的增長而增加。GSH含量隨海拔的升高而顯著升高(p<0.05)，ASA含量在各海拔高度上相差無幾(p>0.05)。 6.MDA含量受分株年齡的影響不顯著(p>0.05)，而受海拔梯度

6、的影響極其顯著(p<0.01)，且隨海拔的升高而增大。這表明，獨葉草相連分株的抗氧化系統(tǒng)之間可能存在一定的協(xié)同關系，保護相連分株的膜系統(tǒng)免受活性氧分子的傷害。高海拔(3000～3100 m)葉片的膜脂過氧化程度有所提高，可能由于高海拔的嚴重低溫和強的太陽輻射超過了葉片的抗氧化保護能力，抗氧化劑的協(xié)同作用不足以完全清除嚴重低溫誘導形成的過量活性氧。而這種程度的氧化損傷可能并未達到其致死程度，故葉片的光合作用等生命過程仍然能完成。

7、7.分株年齡、海拔梯度以及分株年齡×海拔梯度交互作用對獨葉草分株各營養(yǎng)器官全C含量的影響不顯著(p>0.05)，對全N、全P、K、Mg含量的影響程度各不相同。 8.在較高海拔生境中，分株年齡顯著影響獨葉草無性系分株各器官的K含量、根狀莖和根中的全N含量(p<0.05)。 9.除了中間海拔(2 800～2 900 m)獨葉草無性系分株的K與全N、全P、Mg含量沒有明顯的相關性外(p>0.05)，其它海拔各元素兩兩間均顯著相