冻融过程对荒漠区不同微生境下齿肋赤藓渗透调节物含量和抗氧化酶活力的影响

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)作为典型的耐旱藓类, 广泛分布于世界干旱和半干旱荒漠地区, 是古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中的优势藓类植物。该沙漠冬季具有稳定的降雪, 初春的积雪融化为植物的生长提供了良好的水热条件。荒漠藓类植物叶片仅具一层细胞, 对外界环境的变化十分敏感, 有关荒漠藓类植物在冬季和早春地表冻融交替过程中如何适应环境剧烈变化的研究鲜见报道。该研究探讨了生长于3种不同微生境(活灌丛、枯死灌丛和裸露地)下的齿肋赤藓, 经由冬季低温冻结到早春融雪复水再到春季中旬自然干燥过程中的生理生化变化特征。结果表明: 不同冻融期、微生境及二者的交互作用能够显著影响齿肋赤藓的渗透调节物质(游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白)含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性(过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性)。冬季低温冻结期的极端低温和春季中旬的干燥环境使得齿肋赤藓可溶性糖和MDA含量, 以及3种抗氧化酶活性均显著高于早春融雪期, 可溶性蛋白含量显著低于融雪期。同时, 在融雪期灌丛遮阴所形成的“冷岛效应”使得生长于灌丛下的齿肋赤藓植株可溶性糖和MDA含量显著高于枯死灌丛和裸露地。但灌丛的存在也为春季中旬干旱无雨期齿肋赤藓提供了一个相对良好(含水量高)的生活环境, 其下齿肋赤藓的渗透调节物含量和抗氧化酶活性均显著低于其他两个生境。在整个冻融过程中裸露地齿肋赤藓的3种抗氧化酶活性均显著高于灌丛下, 这可能是由于生活于裸露地的苔藓有更强的耐胁迫特性。     

Impacts of freeze-thaw processes on antioxidant activities and osmolyte contents of Syntrichia caninervis under different desert microhabitats

 齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)作为典型的耐旱藓类, 广泛分布于世界干旱和半干旱荒漠地区, 是古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中的优势藓类植物。该沙漠冬季具有稳定的降雪, 初春的积雪融化为植物的生长提供了良好的水热条件。荒漠藓类植物叶片仅具一层细胞, 对外界环境的变化十分敏感, 有关荒漠藓类植物在冬季和早春地表冻融交替过程中如何适应环境剧烈变化的研究鲜见报道。该研究探讨了生长于3种不同微生境(活灌丛、枯死灌丛和裸露地)下的齿肋赤藓, 经由冬季低温冻结到早春融雪复水再到春季中旬自然干燥过程中的生理生化变化特征。结果表明: 不同冻融期、微生境及二者的交互作用能够显著影响齿肋赤藓的渗透调节物质(游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白)含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性(过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性)。冬季低温冻结期的极端低温和春季中旬的干燥环境使得齿肋赤藓可溶性糖和MDA含量, 以及3种抗氧化酶活性均显著高于早春融雪期, 可溶性蛋白含量显著低于融雪期。同时, 在融雪期灌丛遮阴所形成的“冷岛效应”使得生长于灌丛下的齿肋赤藓植株可溶性糖和MDA含量显著高于枯死灌丛和裸露地。但灌丛的存在也为春季中旬干旱无雨期齿肋赤藓提供了一个相对良好(含水量高)的生活环境, 其下齿肋赤藓的渗透调节物含量和抗氧化酶活性均显著低于其他两个生境。在整个冻融过程中裸露地齿肋赤藓的3种抗氧化酶活性均显著高于灌丛下, 这可能是由于生活于裸露地的苔藓有更强的耐胁迫特性。     

荒漠区不同微生境下齿肋赤藓对一次降雪的生理生化响应

耐旱苔藓广泛分布于干旱半干旱荒漠地区, 对荒漠生态系统稳定性与功能多样性具有重要作用。齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠苔藓结皮层的优势物种, 生于不同的微环境中。古尔班通古特沙漠冬、春季降雪频繁, 并能形成稳定的积雪层。目前关于降雪与微生境对齿肋赤藓生理生化特征影响的研究极为缺乏。该研究探讨了初冬一次降雪前后活灌丛、死灌丛和裸露地3种微生境下齿肋赤藓相关生理生化特征。结果表明, 与降雪前相比, 降雪后各微生境下齿肋赤藓植株的含水量、荧光活性、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均有明显提高, 但脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量有不同程度的降低。微生境对齿肋赤藓的生理指标有不同程度的影响, 而且与降雪具有显著的交互作用(脯氨酸除外)。降雪前后, 活灌丛下的齿肋赤藓具有较高的含水量和光合活性, 以及较低的保护酶(POD和SOD) 活性, 裸露地则表现出完全相反的特点。表明前者面临的胁迫最小, 生理活性最大, 但抗性较弱; 而后者具有更大的抗胁迫能力, 但生理活性低。降雪后, 脯氨酸、MDA、POD及SOD均与植株含水量呈显著负相关, 而荧光活性、可溶性糖及可溶性蛋白含量与植株含水量为显著正相关, 表明降雪降低了齿肋赤藓的水分胁迫程度, 改善并促进了生理活性与光合作用, 而且初冬的低温也起到了促进作用。     

灌丛移除对荒漠齿肋赤藓越冬过程中生理生化特性的影响

灌丛和生物土壤结皮镶嵌分布是古尔班通古特沙漠一种重要的地表覆被类型, 灌丛的存在不仅为小型动物提供了庇护场所, 也为隐花植物及部分草本植物创造了良好的生存条件。然而在初冬时期移除灌丛是否会影响这些隐花植物的越冬及生长还不得而知。该研究通过模拟放牧及鼠害, 移除50%双穗麻黄(Ephedra distachya)灌丛、移除全部双穗麻黄灌丛及自然对照, 测定齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)植株脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量, 以及丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT) 3种抗氧化酶活性, 并测定原位光化学效率, 探讨初冬灌丛丧失对荒漠藓类植物越冬的影响。结果表明, 在积雪期3种处理下齿肋赤藓的游离脯氨酸和可溶性糖含量之间差异并不显著, 但去灌丛后其MDA含量、POD、SOD和CAT 3种抗氧化酶活性均显著高于自然灌丛下齿肋赤藓的相关生理指标。即使是在融雪期, 去灌丛下齿肋赤藓的可溶性糖含量及POD和CAT活性仍显著高于自然灌丛, 而可溶性蛋白明显较低, 这可能是由于灌丛的丧失造成的温度波动加剧了冬季低温对藓类植物的伤害。灌丛的部分移除(50%)对齿肋赤藓的生理生化特性影响不显著, 就积雪融化期叶绿素荧光活性持续时间而言, 与自然灌丛和移除50%灌丛相比, 完全移除灌丛的齿肋赤藓植株叶绿素荧光活性持续时间显著缩短。这可能是由于灌丛移除导致其UV-B辐射增加及“湿岛效应”消失所致, UV-B辐射的增加加剧了对植物的伤害, 而春季融雪期保水能力的下降也是其叶绿素荧光活性时间缩短的重要原因。     

水分条件对人工培养齿肋赤藓光化学效率及生理特性的影响

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是荒漠藓类生物结皮的主要组成物种,在沙面固定及生物结皮人工恢复中起着十分重要的作用。然而,人工培养的荒漠藓类植物普遍存在后期维持能力较差的问题。在众多的影响因素中,水分被认为是限制荒漠齿肋赤藓生长发育的最关键环境因子。该文以室内人工培养的齿肋赤藓为研究对象,模拟野外降雨条件,在室内对其进行干旱处理(每6天加水,模拟夏季少雨、干旱缺水条件)、完全湿润处理(每天加水,模拟春季融雪或降雨较频繁、水分饱和条件)及中度湿润处理(每3天加水,模拟介于前两种之间的水分条件)3种水分梯度处理,探讨不同的水分条件处理对人工培养的齿肋赤藓光合及生理特性的影响。结果表明:与中度湿润处理相比,人工培养的齿肋赤藓的总叶绿素含量在湿润处理和干旱处理两种水分梯度处理下均显著下降,叶绿素a/b在干旱处理下显著降低,类胡萝卜素含量在湿润处理下显著下降,在干旱处理下显著升高;湿润处理及干旱处理下人工培养的齿肋赤藓的最大光化学效率、实际光化学效率和可溶性蛋白含量均显著低于中度湿润处理,而可溶性糖含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性和丙二醛(MDA)含量大都显著高于中度湿润处理,尤其是干旱处理。完全湿润处理下齿肋赤藓植株渗透调节物质含量及保护酶活性的升高有效地缓解了高水分含量带来的缺氧及低光照环境对人工培养的齿肋赤藓的损害。干旱处理下的MDA含量显著升高,说明干旱胁迫处理加剧了人工培养的齿肋赤藓的膜脂过氧化程度,对其细胞膜的稳定性造成了一定损害。因此,在人工培养苔藓后期,干旱和完全湿润处理都不利于苔藓植物的生长,中度湿润处理则有利。     

荒漠齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)非结构性碳水化合物含量对植株脱水的响应

苔藓结皮作为生物土壤结皮演替的最高阶段和生物量的最主要贡献者,具有很强的环境适应性,对维持荒漠地表稳定和改善微环境具有重要作用。非结构性碳水化合物是植物重要的组成部分,能够抵御环境胁迫对植物造成的损伤。目前,荒漠藓类植物非结构碳水化合物对干旱的响应机制尚不清楚。选取古尔班通古特沙漠南缘和腹地苔藓结皮中优势藓类植物齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,对其在复水后脱水过程中非结构性碳水化合物含量变化特征进行了分析。结果表明:植株含水量在脱水24 h内下降趋势显著,此后趋于稳定。可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量在脱水1h内显著下降。可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量在脱水2—16 h没有显著的变化。但16—24 h可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量出现显著增加,脱水24—48 h,腹地齿肋赤藓可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量缓慢下降到复水前水平,而南缘可溶性总糖、蔗糖、果糖含量低于复水前水平。复水前不同地区齿肋赤藓非结构性碳水化合物含量存在显著性差异,脱水结束后两个地区齿肋赤藓非结构碳水化合物含量无显著差异。结果说明齿肋赤藓在不同地区其非结构性碳水化合物含量不同,在同一脱复水过程中不同地区齿肋赤藓非结构性碳水化合物含量表现出不同的变化趋势,主要原因是可溶性糖含量对脱水过程中水分胁迫的响应不同。齿肋赤藓脱水过程中非结构性碳水化合物的研究,有助于抗旱非维管植物在干旱环境中从降雨湿润进入干旱过程的适应策略研究。     

黄土高原三种耐干藓营养繁殖的季节差异及机理

苔藓植物在园林绿化、水土保持等方面的应用日益增加,目前藓类植物营养繁殖的影响因素鲜见报道,限制了其应用研究。本研究以黄土高原常见的耐干藓(扭口藓、土生对齿藓、短叶对齿藓)为对象,研究了3种藓春、夏、秋、冬季营养繁殖能力(以活力指数表征)差异及其叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量等生理指标变化,探索了耐干藓营养繁殖的季节差异与其生理特征之间的关系。结果表明: 1)藓类繁殖具有明显的季节差异,3种藓夏季活力指数均低于其他3个季节,平均较秋、冬、春季分别下降56.1%、48.4%、10.1%;相同季节的活力指数具有明显的年际变化。2)3种藓繁殖能力具有明显的种间差异,以短叶对齿藓最高,扭口藓最低,且后者的繁殖能力季节和年际变化最大。3)3种藓不同季节生理特征差异显著,其中夏季MDA含量高于其他季节,可溶性糖和可溶性蛋白质含量低于其他季节。4)耐干藓的营养繁殖季节变化主要与可溶性糖含量有关。本研究明确了藓类营养繁殖能力随季节变化的规律,指出可溶性糖含量是影响藓类营养繁殖的关键因素,可为藓类植物保护和人工培养提供科学依据。     

荒漠藓类植物齿肋赤藓对4年积雪深度变化的生理生化响应

冬季降雪作为古尔班通古特沙漠最主要的降水形式,在荒漠生物土壤结皮的稳定和发育发挥重要作用。全球的持续变暖和极端气候事件的频繁发生导致荒漠冬季的积雪格局发生重大变化。荒漠藓类植物作为荒漠重要地被类型生物土壤结皮的重要组成成分,在生理生化层面将如何响应长期的积雪深度变化还不清楚。因此,通过野外设置去除积雪(-S)、自然积雪(S)、2倍积雪(2S)和3倍积雪(3S) 4个积雪梯度,探讨经历4年积雪深度变化下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)的生理生化特征。结果表明,积雪深度变化显著影响了齿肋赤藓的植株含水量、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学效率(Y(II))、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性。与去除积雪处理相比,随着积雪深度的增加,齿肋赤藓的植株含水量、F_v/F_m和Y(II)呈现增加趋势,而植株内的游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性呈现降低趋势。相关性分析显示,齿肋赤藓的F_...     

干旱半干旱地区生物结皮层藓类植物氨基酸和营养物质组成特征及适应性分析

通过对生长在干旱-半干旱地区的藓类体内的氨基酸组成及含量变化、营养元素含量变化和可溶性糖含量变化及藓类结皮土壤相应营养元素含量变化的分析,以揭示藓类的营养组成特征及对环境的适应性机制。研究样地选择在内蒙古鄂尔多斯高原的典型草原区和宁夏腾格里沙漠南缘的草原化荒漠区。通过实验,从藓类植物体内检测出17种氨基酸,表明其体内的氨基酸组成大部分与高等植物相同,其中天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸和精氨酸的含量最高,约占总氨基酸的50%。脯氨酸含量在所有氨基酸中处于较低水平,平均只占氨基酸总量的3.12%。草原化荒漠区与典型草原区分布真藓平均总氨基酸含量均大于土生对齿藓,两地区间真藓有10种氨基酸(包括脯氨酸)含量有显著性均数差异(p<0.05),而土生对齿藓只有脯氨酸有显著性差异(p<0.05)。赖氨酸、精氨酸含量在两个地区各种藓类体内有相对稳定的含量,没有显著差异,而脯氨酸的含量在同一地区没有显著的差异,但在不同地区却有显著性差异。藓类体内营养元素显著高于结皮层土壤,表明苔藓植物有很强的元素富集能力,其中N含量最高,P含量最低。不同种类植物体内营养元素Ca、Mg、K的含量存在差异,表明藓类植物对金属营养元素有很强的选择吸收能力。元素相对利用能力(植物/土壤),K最大,P最小,Ca、Mg因种类不同存在差异。N/P比率在草原化荒漠区分别为真藓10.25,刺叶赤藓13.59,土生对齿藓15.78;在典型草原区分别为真藓11.91,土生对齿藓10.55,盐土藓11.37,可知N、P在干旱区不是藓类植物生长的限制因子。元素之间的相关分析表明N和P,Ca和Mg明显相关(p<0.05),而K和Ca、Mg之间则显著负相关(p<0.01),表明K和Ca、Mg之间存在制约关系。可溶性糖和脯氨酸含量分析表明,随降雨量增加二者含量明显呈现递减趋势,说明脯氨酸、可溶性糖的含量与苔藓植物的抗旱性有一定的关系。     

不同季节干旱及复水对刺槐幼苗可溶性糖含量的影响

以刺槐(Robinia pseudoacacia)幼苗为材料,采用盆栽控水方法研究了春季、夏季和秋季干旱及旱后复水对刺槐幼苗可溶性糖含量的影响.结果表明:土壤水分胁迫程度对夏季刺槐幼苗可溶性糖含量影响显著,并且当土壤相对含水量低于52.16%并继续下降时可溶性糖含量迅速升高,而其对春季和秋季幼苗的可溶性糖含量影响不显著;春季和秋季不同胁迫历时处理间刺槐幼苗可溶性糖含量差异不显著,而夏季土壤相对含水量为52.16%和40%处理的可溶性糖含量显著高于对照;相同水分胁迫条件下不同季节刺槐幼苗可溶性糖含量总体表现为:秋季>春季>夏季.干旱复水后春季刺槐幼苗可溶性糖含量持续下降,而夏季呈现先升高后降低的趋势,秋季呈现一定波动性,变化幅度不明显.研究发现,刺槐幼苗可溶性糖含量在干旱及复水调节下的变化不仅受土壤水分胁迫强度和胁迫时间的影响,也与植物所处的生长季节有密切关系.     

Impacts of the removal of vascular plants on physiological and biochemical characteristics of Syntrichia caninervis during winter season in a temperate desert

Aims Patchily distributed biological soil crusts and shrubs is one of the main vegetation cover types in Gurbantünggüt desert. The existence of shrubs in desert areas serves not only as a shelter for small animals, but also a good living condition for cryptogams and some herbs. Syntrichia caninervis, a dominant moss species in Gurbantünggüt desert, is patchily distributed under shrub canopy and open spaces between vascular plants. To our knowledge, the impacts of the removal of shrub canopy on physiological and biochemical characteristics of S. caninervis during the winter is still unknown.
Methods We simulated grazing of animals on Ephedra distachya at various rates (shrubs left intact, 50% shrubs removed, and shrubs removed completely) by cutting different percent of above-ground shoots of E. distachya. The shoot water content, chlorophyll fluorescence, proline content, soluble sugar content, soluble protein content, malonyldialdehyde (MDA) content, peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD) activity were compared.
Important findings The results show that, as for proline and soluble sugar contents of tested S. caninervis, there were no significant differences among three treatments of shrub canopy. However, the MDA content, and the activities of POD, SOD, CAT were significantly higher than nature shrubs in snow cover periods. During snow-melting periods, soil moisture and temperature did not served as limiting factors on the growth of S. caninervis. The soluble sugar content, and the activities of POD, CAT with shrub removal were significantly higher than shrubs left intact. This may indicate that the decline of the function of maintaining constant soil temperature due to shrub canopy increased the damage of temperature on moss plants. In addition, as for physiological and biochemical characteristics, there were no significant differences between two treatments of 50% shrub canopy and shrub canopy left intact. In snow covered periods and snow melting periods, the MDA content, the activities of POD, SOD and CAT of S. caninervis under shrub canopy removed completely were significantly higher than that of 50% shrub canopy and shrub canopy left intact, except for soluble protein content. The duration of chlorophyll fluorescence activity of S. caninervis growing in habitats with shrubs removed completely was significantly shorter than that of S. caninervis growing in habitats of 50% shrub canopy and shrub canopy left intact. This result indicated that the removal of shrubs may increase the UV-B radiation and weaken the “moisture island effects” developed by the existence of shrub canopy.     

滨海沙地植物厚藤叶片生理特征的季节变化

滨海沙地条件恶劣,季节气候环境差异较大,植物生存困难。厚藤是南方滨海沙地广泛分布的重要固沙植物。为探究厚藤对不同季节环境变化的适应机制,研究其叶片生理性状的季节变化,该文以广西滨海沙地自然生长的厚藤为实验材料,分别测定了不同季节厚藤叶片的叶绿素含量、渗透物质含量、抗氧化酶活性、叶绿素荧光参数等生理指标,并进行相关性分析和主成分分析。结果表明:(1)叶绿素含量随季节变化的趋势一致,春季均显著大于其他三个季节,但叶绿素a/b在各季节间无显著变化。(2)叶绿素荧光参数的F_v/F_m和F_v/F_o具有相同的变化趋势,整体表现为夏冬季显著高于春秋季。(3)脯氨酸含量随季节逐渐增大,冬季时含量最高; 可溶性糖含量冬季显著高于其他三个季节; 丙二醛(MDA)含量各季节间差异不显著。(4)春季的超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于其他季节,夏秋冬季节间无显著差异; 过氧化物酶(POD)活性在各季节间差异不显著。(5)相关性分析和主成分分析显示,各生理指标与气候因子间存在一定的关联。温度和日照数显著影响可溶性糖含量; 叶绿素含量和抗氧化酶活性能够较好地反映厚藤对季节气候变化的响应。综上可知,厚藤可通过调节叶绿素a与叶绿素b含量使叶绿素a/b保持稳定,同时提高渗透调节物质含量和抗氧化酶活性以适应季节变化,其中光合作用和抗氧化酶系统是影响其季节性适应能力的关键。     

近30年古尔班通古特沙漠短命植物的时空格局

基于1985—1999年的GIMMS-NDVI数据和2000—2014年的MODIS-NDVI数据提取短命植物的时空格局,结合野外调查数据和1985—2014年气象站点气温和降水数据,从不同时空尺度上分析了古尔班通古特沙漠短命植物的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明:(1)古尔班通古特沙漠中短命植物层片整体表现出物种组成简单,优势度高、多样性和覆盖度低等特征,且层片特征主要是由优势物种所主导,在早春至盛夏期间,由于短暂的生活史造成层片整体在物候上有一个明显的起伏差异。(2)沙漠中短命植物覆盖度最高的区域为南部和中东部,北部次之,西部最少。就时间变化趋势而言,受近30年早春温度和冬春降水增加的影响,短命植物覆盖的区域面积呈现出明显的增加趋势。(3)1985—2014年间3、4月温度和冬春两季降水量呈上升趋势,而反映短命植物长势的NDVI值与冬春两季降水量也呈正相关性,但就相关性程度而言,冬季降水量与NDVI呈显著性相关(P0.05,r=0.405),而春季降水由于时滞效应并未表现出显著相关性。     

降雪对荒漠地区藓类结皮中真藓生理生化的影响

生物土壤结皮的生存环境是地球上自养生物生存最为极端的生境之一,真藓是荒漠结皮中最为重要的组分之一。很少有研究涉及冬季降雪对结皮层生物体的影响。以宁夏沙坡头人工植被区内发育良好、长势均匀的真藓结皮为研究对象,系统研究降雪影响下荒漠地区藓类结皮层真藓的光合色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量以及脯氨酸含量的变化,并探讨其对降雪的生理生化响应。采用了4个降雪处理,分别是无降雪、0.5倍降雪、1倍降雪、2倍降雪。结果表明:随着降雪量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;而可溶性糖含量、游离脯氨酸含量以及MDA含量均呈下降趋势。研究结果表明,作为生物土壤结皮重要水源之一的冬季降雪,能够为结皮层生物体提供适宜的水分条件以激发其生理生化活性,对维持荒漠生态系统的稳定性具有重要作用。     

不同沙地共有种沙生植物对环境的生理适应机理

选择3个温带沙地(松嫩沙地、呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地)4个共有种沙生植物(黄柳(Salix gordejevii)、差巴嘎蒿(Artimisia halodendron)、扁蓿豆(Melissitus ruthenica),猪毛菜(Salsola collina),通过自然状况下其叶片抗氧化酶活力和渗透调节物及丙二醛(MDA)含量日变化分析,探讨抗氧化酶活力和渗透调节物在沙生植物适应沙漠环境强光辐射和温度日变化中的作用,以及不同科属沙生植物抗逆生理调控机理的差异。结果表明:(1)不同沙地的4个共有沙生植物种可通过自身快速生理代谢调解,积累渗透调节物、提高抗氧化酶活力应对沙漠环境强光辐射和温度日变化,但生理调控幅度较小。(2)3个沙地不同科属的4个共有种在渗透调节物含量和抗氧化酶活力及种类上存在差异。扁蓿豆叶片日均MDA含量、POD(peroxidase)活力、CAT(catalase)活力、脯氨酸含量均最高,分别较其它3个种平均高2、10、2和2.5倍。黄柳叶片日均MDA含量较高,SOD(superoxide dismutase)活力和可溶性糖含量最高,分别较其它3个种高1.2和3倍。差巴嘎蒿和猪毛菜叶内MDA含量较低,POD、CAT、SOD活力和脯氨酸、可溶性糖含量均最低。沙生植物细胞中膜脂过氧化程度和抗氧化酶活力及渗透调节物含量呈正相关。自然状况下3个沙地的扁蓿豆和黄柳通过生理代谢调节维持细胞水分和氧自由基代谢平衡适应沙漠环境,差巴嘎蒿和猪毛菜依靠特殊的叶片形态结构变异减少光辐射吸收、降低水分蒸腾、维持叶片水分平衡、降低细胞膜脂过氧化。因此不同科属沙生植物维持叶片水分和氧自由基代谢平衡可能是其适应沙漠环境生存的重要生理调控机理。由于不同科属沙生植物种对沙漠环境适应的生理调节机理的不同,在未来农作物、林木抗逆育种中,根据具体科属植物选择合适的沙生植物作为亲本对提高抗逆育种效率是十分重要的。     

海岸黑松和紫穗槐对间歇强净风和风沙流吹袭的生理响应机制

以海岸防风固沙优势树种紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)和黑松(Pinus thunbergii Parl)为研究对象,利用野外便携式沙风洞用间歇风吹模拟自然阵风,通过分析间歇强净风(18m/s)和强风沙流(172.93g cm^-1 min^-1)吹袭过程中和风后恢复中,两树种叶片膜脂过氧化产物含量、抗氧化酶活力、渗透调节物含量的变化,以探讨其对自然阵风吹袭响应机制及自愈修复生理机制。结果表明,自然状况下,紫穗槐和黑松叶片相对含水量(RWC)相近,但抗氧化酶活力及种类和渗透调节物含量及种类上存在差异。紫穗槐叶片丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力分别较黑松高93.3%、78.6%、118.8%、6.5倍。而黑松可溶糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。在间歇净风和风沙流处理中,随着风吹袭次数增多,黑松叶片RWC趋于小幅降低,可溶性糖含量及POD、SOD、CAT活力呈小幅波动式变化;紫穗槐叶片RWC大幅下降,伴随着脯氨酸含量,POD、CAT、SOD活...