增強(qiáng)UV-B輻射下南方紅豆杉形態(tài)、結(jié)構(gòu)及代謝的研究.pdf

1、平流層臭氧的減少會導(dǎo)致到達(dá)地球表面的紫外線-B(UV-B)輻射顯著增強(qiáng),增強(qiáng)UV-B輻射對生物體有明顯的生物學(xué)效應(yīng)。本文在溫室的條件下,研究增補(bǔ)3.25μw·cm-2·nm-1(低劑量)和9.76gw·cm-2·nm-1(高劑量)UV-B輻射劑量,分別處理10d(短期)、30d(過渡期)和60d(長期)時(shí)對南方紅豆杉形態(tài)、葉片超微結(jié)構(gòu)、初生與次生代謝的影響,以此在不同層次探討南方紅豆杉對增強(qiáng)UV-B輻射的生態(tài)適應(yīng)機(jī)制,同時(shí)篩選有利于南方

2、紅豆杉生長及紫杉醇合成積累的最佳UV-B輻射處理?xiàng)l件。
　　 主要結(jié)果如下:
　　 1、增強(qiáng)UV-B輻射對南方紅豆杉的形態(tài)和生物量有顯著影響,不同UV-B輻射劑量和處理時(shí)間也具有顯著性差異。長期低劑量UV-B輻射處理南方紅豆杉葉面積、二級分枝長和二級分枝數(shù)增加、生物量增多,而根冠比降低;長期高劑量UV-B輻射處理南方紅豆杉比葉重增加、葉面積和二級分枝長減小、生物量和根冠比顯著降低,說明低劑量UV-B輻射有利于南方紅豆杉生

3、長,而高劑量抑制南方紅豆杉生長。
　　 2、增強(qiáng)UV-B輻射對南方紅豆杉葉片超微結(jié)構(gòu)有顯著影響,不同UV-B輻射劑量和處理時(shí)間也具有顯著性差異。長期低劑量UV-B輻射處理南方紅豆杉葉片開啟氣孔密度和氣孔開度增加、表皮細(xì)胞壁增厚、表皮附屬物增加(如蠟質(zhì)),而高劑量UV-B輻射處理葉片開啟氣孔密度降低、氣孔下室較多顆粒物;UV-B輻射處理南方紅豆杉葉片葉綠體數(shù)量減少,形態(tài)扭曲、變形,基粒片層少、排列紊亂,基粒和基質(zhì)片層膨脹、產(chǎn)生空泡

4、,嗜鋨滴體積變大、數(shù)量增多。
　　 3、增強(qiáng)UV-B輻射對南方紅豆杉的氧化脅迫及其抗氧化響應(yīng)。增強(qiáng)UV-B輻射短期處理,導(dǎo)致南方紅豆杉葉片羥基自由基含量增加、MDA含量升高,抗氧化酶和UV-B吸收化合物含量增加;但長期低劑量UV-B輻射處理南方紅豆杉自由基和抗氧化物質(zhì)與對照無顯著差異,而高劑量處理傷害仍較重。
　　 4、增強(qiáng)UV-B輻射對南方紅豆杉光合特征和初生代謝有顯著影響,不同UV-B輻射劑量和處理時(shí)間也具有顯著性差

5、異。長期低劑量UV-B輻射處理南方紅豆杉凈光合速率、Fv/Fm和Fv/Fo以及可溶性糖含量顯著增加;而長期高劑量UV-B輻射處理南方紅豆杉凈光合速率、Fv/Fm和Fv/Fo以及可溶性糖含量顯著降低,但蛋白質(zhì)顯著增加。
　　 5、增強(qiáng)的UV-B輻射對南方紅豆杉葉片紫杉烷類含量均有顯著的影響,結(jié)合3種紫杉烷類含量的相關(guān)性分析,我們發(fā)現(xiàn)短期UV-B輻射處理時(shí)南方紅豆杉葉片中紫杉醇含量的提高可能主要是由糖基化7-木糖基-10-去乙?；?/p>

6、杉醇生物轉(zhuǎn)化而來,長期。UV-B輻射處理時(shí)南方紅豆杉葉片中紫杉醇含量的提高可能主要是紫杉醇的合成前體物10-去乙?；涂ㄍあ笊镛D(zhuǎn)化而來。
　　 綜合以上分析,我們得出如下結(jié)論:(1)UV-B輻射處理對南方紅豆杉表型、生理生化以及超顯微結(jié)構(gòu)均有顯著影響,而南方紅豆杉通過調(diào)整形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)、增加抗氧化酶活性以及增加UV-B吸收化合物和蠟質(zhì)的含量以抵御增強(qiáng)的UV-B輻射脅迫。(2)長期低劑量UV-B輻射處理促進(jìn)南方紅豆杉葉片開啟氣孔密度

7、、氣孔孔徑,凈光合速率、熒光參數(shù)(Fv/Fm和Fv/Fo)等顯著增加,進(jìn)而促使南方紅豆杉生物量顯著增加;而長期高劑量UV-B輻射處理則嚴(yán)重破壞南方紅豆杉葉片葉綠體結(jié)構(gòu)、降低凈光合速率和熒光參數(shù)(Fv/Fm和Fv/Fo),進(jìn)而導(dǎo)致南方紅豆杉生物量顯著減少。(3)UV-B輻射處理顯著的促進(jìn)南方紅豆杉葉片中紫杉醇的結(jié)合態(tài)以及其合成前體向紫杉醇生物轉(zhuǎn)化和積累。(4)長期低劑量UV-B輻射處理是有利于南方紅豆杉的生長發(fā)育,尤其能顯著促進(jìn)南方紅豆杉