Extreme drought effects on nonstructural carbohydrates of dominant plant species in a meadow grassland

植物光合作用产生的非结构性碳水化合物(NSCs)水平可以反映植物和生态系统对环境变化的响应程度。近年来, 草原极端干旱事件的发生频率和持续时间增加趋势明显, 对生态系统结构和功能产生深远影响。该研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象, 通过连续4年减少66%生长季降水量的控制实验来模拟极端干旱事件, 分析草原6种优势物种和植物功能群NSCs各组分对极端干旱的响应规律与机制。结果显示, 由于植物生物学、光合特性以及生理生态等特性的差异, 不同物种对干旱胁迫的响应具有明显差异。这表明草地植物NSCs组分及其利用策略对干旱胁迫的响应具有物种特异性, 从而导致其生物量的不同响应。将6种植物分为禾草和非禾草两类, 发现干旱显著增加了禾草的淀粉含量, 但对其可溶性糖含量无显著影响; 相反, 干旱显著增加了非禾草功能群的可溶性糖含量, 对其淀粉含量无显著影响, 表明不同功能群采取了不同的干旱应对策略。禾草选择将光合作用固定的能量进行储存以应对干旱胁迫, 其生物量对干旱响应不敏感; 而非禾草选择将能量以可溶性糖的形式直接供植物生长利用以及抵御干旱胁迫, 其生物量对干旱响应较为敏感。这一发现可为预测在全球气候变化背景下草甸草原生态系统结构与功能对极端干旱的响应提供科学参考。     

内蒙古草甸草原地下芽库对极端干旱的响应

全球变化引发的极端气候事件严重影响草地生态系统结构与功能。然而,作为多年生草地重要繁殖体库,半干旱草甸草原地下芽库如何响应极端干旱尚未明确。本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为对象,利用模拟极端干旱样地平台,探究地下芽库及其与地上植被关系对模拟生长季极端干旱的响应。结果表明,环境降水水平与干旱处理下总芽密度分别为1443和1128芽·m^-2;分株总密度分别为1791和1346株·m^-2;群落整体分生组织制约系数分别为0.84和0.83。极端干旱对草甸草原地下芽库、地上分株密度以及二者之间关联均无显著影响。就优势植物功能群根茎型禾草而言,极端干旱对其地下芽库同样无显著影响。因此,地下芽库表现出对极端干旱一定程度的抵抗力,可作为草甸草原植被应对极端气候事件的保险策略,有效促进草甸草原在极端气候胁迫下的种群更新与植被恢复,有助于草甸草原植被稳定性与生态系统功能维持。     

植物功能群去除对高寒草甸群落结构、多样性及生产力的影响

群落中物种的丧失在干扰下普遍存在,但对生态系统过程和功能的影响仍存在较大不确定性。选取青藏高原东缘典型高寒草甸为对象,开展优势植物功能群的梯度去除试验,以模拟长期过牧干扰下物种的损失。经过连续两个生长季的功能群去除,我们对群落的物种组成、结构、多样性和生物量等特征进行了分析,探讨了上述指标的响应过程和机制。研究结果表明：（1）功能群的去除降低了群落高度,增加了物种均匀度,并显著影响了禾草、杂草优势比以及功能群多样性和优势度;（2）同时,去除操作显著减小了凋落物量与禾草生物量,并显著影响了群落地上生物量;（3）进一步分析还发现,禾草、莎草和杂草功能群之间存在显著的竞争关系,群落生产力主要取决于禾草功能群并随物种均匀度的增大而显著减小。上述结果表明,禾草在高寒草甸群落中占据竞争优势地位,植物功能群的损失主要通过改变种间竞争关系、引起有机物质丢失影响群落过程和功能。     

沿干旱梯度小叶锦鸡儿灌丛化对草本植物叶片矿质元素浓度及地上生物量累积的影响

草原灌丛化通过改变物种之间的相互作用深刻影响着群落的结构和功能。然而，当前有关灌木如何影响不同功能群草本植物对矿质元素吸收和累积的研究仍明显不足。在内蒙古草原沿干旱梯度选取了4个研究地点，对比分析了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛斑块内和斑块外群落中禾草和非禾草功能群植物叶中矿质元素浓度以及地上生物量生产的差异，旨在阐明干旱和灌木对群落草本植物叶元素累积的影响，揭示灌草间相互作用的元素利用特征及其随干旱梯度的变化。结果显示：1)随干旱加剧，灌丛斑块内的非禾草功能群植物地上生物量保持恒定，但叶中的K、Ca、Mg、Fe、Mn和Cu元素浓度显著增加(P<0.05)。该结果表明群落中的非禾草功能群植物通过提高叶中的矿质元素水平来抵御和适应干旱胁迫。2)随干旱加剧，灌丛对非禾草功能群植物地上生物量，叶中Ca、Fe、Cu和Zn,禾草功能群植物叶中的P的累积影响从负(RII<0)或中性(RII=0)转变为正效应(RII>0)。该结果与胁迫梯度假说相符，表明灌木对草本植物的促进效应随干旱胁迫加剧而增加。3)灌丛的“沃岛”效应是驱动灌木对草本植物元素累积正效应...     

高寒草甸植物物种丧失对草原毛虫的影响

植物多样性是调控食物网结构和生态系统功能最重要的生物因素, 植物多样性丧失深刻影响食草动物, 但由于小型食草动物种群数量波动明显、统计随机性较大等困难, 我们对植物多样性丧失如何影响小型食草动物依然知之甚少。基于在青藏高原高寒草甸设置的长期植物物种剔除试验, 本研究于2016-2020年7-8月连续调查了植物物种剔除各处理中草原毛虫(Gynaephora alpherakiif)的数量, 分析了植物物种及功能群丧失对草原毛虫的影响。结果表明, 虽然时空差异及统计随机性是影响草原毛虫数量变化的主要因素, 但植物物种剔除介导的群落差异对草原毛虫数量的影响依然显著: (1)在各观测时段, 优势种线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的丧失导致群落中草原毛虫数量显著减少; 禾草类物种丧失也会减少草原毛虫数量, 但其影响仅在8月显著; (2)杂类草物种丧失通过增加群落中禾草物种多度, 可增加草原毛虫数量; 豆科物种丧失使莎草增多, 也会增加草原毛虫数量; (3)各植物功能群部分物种剔除并未显著影响草原毛虫数量。本研究证实了高寒草甸中草原毛虫数量会因优势植物嵩草和禾草的多度减少或禾草物种丧失而显著减少, 但群落总生物量、个体数和物种丰富度、豆科多度以及各功能群植物同比减少, 都对草原毛虫数量没有明显影响。这些结果说明在随机作用主导下, 植物群落中的特定功能群相对多度(而非物种多样性)变化深刻影响草原毛虫适合度, 进而影响生态系功能及服务; 未来生物多样性研究及草地虫害生物防控中应更多考虑统计随机性及植物功能多样性对小型食草动物的影响。     

Plant functional groups mediate effects of climate and soil factors on species richness and community biomass in grasslands of Mongolian Plateau

植物功能群在调控气候和土壤因子对蒙古高原草原群落物种丰富度和生物量影响中的作用 植物功能群组成主要受环境因素驱动,同时植物功能群组成也是影响草地生物多样性和生产力的主要因素之一。因此,理解植物功能群在调控环境因素对生态系统功能和生物多样性影响中可能发挥的作用至关重要。通过对蒙古高原草原65个样点的植物生物量和物种丰富度的调查,将157种多年生草本植物分为两种植物功能群(即禾草和杂类草)。通过随机森林模型和普通最小二乘回归,确定与植物功能群物种丰富度和地上生物量显著相关的环境因素(即干燥度、土壤总氮和pH),并利用结构方程模型探讨筛选出的环境因素与群落物种丰富度和生物量间的关系,以及植物功能群在驱动这种关系中发挥的作用。干燥度与禾草、杂类草以及整个群落的地上生物量和物种丰富度均呈显著的单峰关系。所有的物种丰富度和生物量指标均与土壤总氮和pH值显著相关。禾草在维持蒙古高原草原生态系统群落生物量中起着关键作用,并受气候因素的直接影响。而杂类草物种丰富度决定了群落总丰富度,并受到土壤因素直接的调控。因此,群落组成在调控环境因素对群落生物量和植物多样性的影响中起着关键作用。     

热带次生林不同林层植物叶片非结构性碳水化合物的季节变化及其对氮磷添加的响应

非结构性碳水化合物(Non-structural Carbohydrates, NSCs)是植物生长代谢过程中重要的能量来源。通过在华南热带次生林进行氮磷添加试验,探究不同林层植物叶片NSCs的季节变化及其对氮磷添加的响应,取样时间为2019年1月、4月、7月和10月。结果表明:1)植物叶片NSCs存在显著的种间差异,磷(P)添加对叶片淀粉和NSCs含量具有显著影响,且物种与磷添加的交互作用显著影响叶片淀粉含量。2)黑嘴蒲桃和紫玉盘叶片NSCs含量对氮(N)添加的响应较为敏感,而白车和竹节叶片NSCs含量对P添加的响应较为敏感,氮磷同时添加(+NP)对植物叶片NSCs的增效作用最好。3)植物叶片NSCs存在显著的季节性变化,且季节与林层间的交互作用对叶片可溶性糖和NSCs含量具有显著影响。4)不同林层植物对氮磷添加的响应不同,氮磷添加使林下层植物叶片可溶性糖含量增高,林冠层降低,在干季,N添加会使林下层植物叶片淀粉含量增高,林冠层降低。P添加的影响恰好与之相反。在湿季,氮磷添加使林下层和林冠层植物叶片的淀粉含量增加。5)林冠层植物叶片NSCs含量高于林下层,且林下层植物叶片NSCs含量...     

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。     

干旱胁迫下内生真菌感染对黑麦草光合色素和光合产物的影响

以含有内生真菌的黑麦草 (L olium perenne L.)种子为材料 ,采用加热处理方式构建内生真菌非感染的黑麦草种群 ,通过比较内生真菌感染 (EI)和非感染 (EF)植株在正常条件下和干旱胁迫条件下叶片相对水分含量、叶绿素、可溶性糖和淀粉含量等指标的差异 ,探讨黑麦草 EI和 EF种群对干旱胁迫的适应性差异。结果表明 :在中度胁迫后期 ,EI植株叶片的 RWC显著高于 EF植株 ,即 EI植株的保水能力更强。轻度水分胁迫下 ,内生真菌感染可使其宿主植物的可溶性糖含量增加 ,以增强宿主的渗透调节能力 ,随着干旱胁迫强度的加大 ,内生真菌的这一增益效应不再起作用 ,此时 ,宿主植物将更多的光合产物——淀粉积累于体内 ,以度过不良环境。第 2年春天 EI和 EF种群的恢复生长情况进一步表明 ,经过中度干旱胁迫后 ,EI种群的恢复更为迅速。生物量的大小是植物种群净光合作用能力的直接体现 ,研究中在中度干旱胁迫条件下 ,黑麦草 EI种群的生物量显著高于EF种群 ,但从光合色素的变化来看 ,相同水分状况下 EI和 EF植株的 Chla、Chlb以及 Car的变化趋势比较接近 ,这说明内生真菌感染并未缓解干旱胁迫对光合色素的破坏 ,内生真菌可能通过其它途径来改善宿主植物的光合能力     

不同类型高寒草地群落结构与生产对施氮的响应及其敏感性

大气氮沉降增加被认为是目前重要的环境问题,会引起生物多样性的丧失和生态系统稳定性的降低。但作为草地改良的管理措施,养分添加被广泛应用于退化草地的恢复。但由于不同类型草地所处气候与群落组成的差异,对氮输入的响应可能不同。通过在藏北高原高寒草甸与高寒草甸草原设定长期氮添加梯度试验(对照, 25, 50, 100, 200 kg N hm~(-2) a~(-1)),来探讨氮输入对生物多样性与生产的影响,并估算不同类型高寒草地的氮饱和阈值。施氮对高寒草甸物种多样性指数无影响,而随着施氮量的提高高寒草甸草原植物物种数和多样性指数均逐渐降低。开始施肥前两年,随着施氮量提高高寒草甸地上生物量呈现逐渐增加趋势,随着施肥时间的延长地上生物量呈现先增加后降低的趋势。在高寒草甸草原随着施氮量提高地上生物量均呈现先增加后降低的趋势。随着施氮量提高,开始施氮前三年高寒草甸禾草植物地上生物量逐渐提高;随着施氮时间的延长,禾草和豆科植物地上生物量呈现先增加后降低的趋势。高寒草甸莎草植物地上生物量由施氮开始时的逐渐增加转变为先增加后降低趋势,最后变为逐渐降低的趋势,这说明施氮不利于莎草植物的生长。施氮只在施肥第四年显著提高杂草植物地上生物量。高寒草甸草原呈现不同的规律,开始施氮前三年随着施氮量提高,禾草植物地上生物量呈现先增加后降低的趋势;随着施氮时间的延长,禾草地上生物量逐渐提高。莎草和杂草植物地上生物量呈现先增加后降低趋势。利用对氮输入响应最敏感的植物功能群禾草生物量估算的高寒草甸和高寒草甸草原的氮饱和阈值分别是109.5、125.8 kg N hm~(-2) a~(-1),这说明高寒草甸氮敏感性显著高于高寒草甸草原。由此可见,未来氮沉降增加会对不同类型高寒草地产生不同的影响,在不同类型高寒草地进行施肥恢复时也应将氮饱和阈值的差异考虑在内。     

Patterns in nonstructural carbohydrate contents at the tree organ level in response to drought duration

Nonstructural carbohydrates (NSCs) facilitate the adaptation of trees to drought stress. There have been a large number of studies exploring NSC changes in individual plant species and individual organ under drought and showed different trends; however, an understanding of the universal pattern of the plant NSCs responses to drought, particularly to drought duration, is still lacking. Here, we compiled data from 47 experimental studies on 52 tree species and conducted a meta‐analysis to evaluate the responses of soluble sugars, starch, and TNSC (total nonstructural carbohydrates including both soluble sugars and starch) concentrations in different tree organs (leaf, stem, and root) to drought intensity and duration. We found that starch in all organs decreased and soluble sugars in leaf increased with prolonged experiment time, and the changes in soluble sugars in all organs were stronger under severe drought than under slight‐to‐moderate drought. Under slight‐to‐moderate drought, the NSC content of each organ varied with time, while with the extension of the drought duration, the NSCs gradually approached the control value (no drought stress); this trend remained in the late drought, which means that trees activated physiological regulation processes to increase carbon storage and reduce the risks of carbon starvation. In contrast, long‐term severe drought could lead to a net loss of carbohydrates, especially in the root, implying that prolonged severe drought could lead to NSC depletion in the whole plant. As prolonged drought duration has occurred in and is projected for many regions, this paper could shed light into studies on how trees respond and adapt extending drought duration through nonstructural carbon production, transportation, and reallocation.     

Non-structural carbohydrate dynamics associated with antecedent stem water potential and air temperature in a dominant desert shrub

Non-structural carbohydrates (NSCs) are necessary for plant growth and affected by plant water status, but the temporal dynamics of water stress impacts on NSC are not well understood. We evaluated how seasonal NSC concentrations varied with plant water status (predawn xylem water potential, Ψ) and air temperature (T) in the evergreen desert shrub Larrea tridentata. Aboveground sugar and starch concentrations were measured weekly or monthly for ~1.5 years on 6–12 shrubs simultaneously instrumented with automated stem psychrometers; leaf photosynthesis (A_net) was measured monthly for 1 year. Leaf sugar increased during the dry, premonsoon period, associated with lower Ψ (greater water stress) and high T. Leaf sugar accumulation coincided with declines in leaf starch and stem sugar, suggesting the prioritization of leaf sugar during low photosynthetic uptake. Leaf starch was strongly correlated with A_net and peaked during the spring and monsoon seasons, while stem starch remained relatively constant except for depletion during the monsoon. Recent photosynthate appeared sufficient to support spring growth, while monsoon growth required the remobilization of stem starch reserves. The coordinated responses of different NSC fractions to water status, photosynthesis, and growth demands suggest that NSCs serve multiple functions under extreme environmental conditions, including severe drought.     

蒙古莸幼苗干旱致死过程中非结构性碳水化合物的变化

以一年生蒙古莸幼苗为对象,设置适宜水分、慢速干旱致死和快速干旱致死3个处理,研究不同干旱强度致死下蒙古莸幼苗各器官中非结构性碳水化合物(NSC,包括可溶性糖和淀粉)的含量变化及其分配规律.结果表明:慢速干旱致死胁迫下各器官可溶性糖含量与适宜水分组无显著差异.随时间的推移,茎可溶性糖含量先增加后减少,淀粉和NSC含量增加;粗根可溶性糖含量减少,淀粉和NSC含量增加;叶可溶性糖含量增加,淀粉和NSC含量减少.致死时(80 d),叶、茎、粗根和细根的NSC含量分别为6.2%、7.8%、8.3%和7.4%.快速干旱致死胁迫下,各器官可溶性糖含量均高于适宜水分处理组,而淀粉和NSC含量均低于适宜水分组.随时间的推移,根可溶性糖含量下降,淀粉和NSC含量上升;茎可溶性糖、淀粉和NSC含量均上升;叶可溶性糖含量上升,淀粉和NSC含量下降.致死时(30 d),叶、茎、粗根和细根的NSC含量分别为5.9%、6.6%、8.9%和7.7%.应对不同的干旱致死情况,蒙古莸幼苗各器官间非结构性碳水化合物呈现出不同的动态变化.在慢速干旱致死胁迫下,NSC优先为维持各器官生理代谢活动提供能量;而在快速干旱致死下,NSC主要以可溶性糖形式维持植物代谢,调节渗透势,促进吸水,应对急剧的干旱胁迫.     

岳桦幼苗光合特性和非结构性碳水化合物积累对干旱胁迫的响应

以长白山林线树种岳桦为对象,利用生长控制试验进行干旱处理,研究干旱对岳桦幼苗光合特性及非结构性碳水化合物(NSC)积累的影响。结果表明:干旱显著降低了岳桦幼苗的净光合速率和气孔导度,提高了其水分利用效率;干旱显著增加了岳桦幼苗叶、皮、干和根中的可溶性糖和总NSC的含量,但显著降低了淀粉含量;随着干旱的持续,叶片的气孔导度、光合速率和瞬时水分利用效率迅速降低,而可溶性糖、淀粉和NSC则是先增后减;在试验末期,叶片90%发黄,岳桦幼苗干、皮和根中可溶性糖与淀粉含量的比值均显著高于对照。这表明岳桦在受到干旱胁迫时,迅速降低气孔导度以减少水分散失,提高水分利用效率,它属于避旱型植物;岳桦通过优先储存策略来提高组织器官中可溶性糖含量、增加淀粉与糖之间的转化率来应对水分亏缺的不利环境;在遭受持续干旱,幼苗面临死亡的时候,干旱胁迫可能超过了植物自我调节的阈值,但此时其组织器官中NSC含量并未降低,这说明岳桦最终的死亡可能不是碳饥饿导致的。     

沿干旱梯度樟子松人工林针叶和枝条非结构性碳水化合物及氮含量的变化

选取沿内蒙古科尔沁沙地自然干旱梯度分布的6个樟子松人工林样点(辉南、西丰、付家、章古台、奈曼和乌兰敖都)为研究对象,测定当年生和1年生针叶和枝条中非结构性碳水化合物(NSCs)和氮(N)含量的变化,以探究干旱条件下樟子松的碳供需状态和养分贮存策略。结果表明: 随干旱加剧,樟子松针叶和枝条中的NSCs和可溶性糖含量显著降低。从最湿润样点(辉南)到最干旱样点(乌兰敖都),樟子松当年生和1年生针叶中可溶性糖含量分别由12.8%和12.5%下降到9.0%和9.5%,而当年生枝条中可溶性糖含量由15.6%下降到9.2%。随干旱加剧,樟子松针叶和枝条中淀粉含量变化不显著,当年生和1年生针叶可溶性糖和淀粉的比值降低,当年生和1年生枝条中N含量显著增加。科尔沁沙地樟子松在干旱条件下显著消耗可溶性糖存储,存在“碳饥饿”致死风险。樟子松倾向维持稳定的淀粉含量以及在枝条中积累N以应对长期的干旱胁迫。     

Leaf non-structural carbohydrates regulated by plant functional groups and climate: Evidences from a tropical to cold-temperate forest transect

Non-structural carbohydrates (NSCs), e.g., glucose and starch, play important roles in metabolic processes of plants and represent important functional traits in plant's adaptation to external environment. To explore the variations in leaf NSCs among species and communities at a large scale and their influencing factors, we investigated the contents of leaf NSCs among 890 plant species in nine typical forests along the north–south transect of eastern China. The results showed that the contents of leaf soluble sugars, starch, and NSCs (sugars + starch) were highly variable among different plant species on the site scale, and their mean values for the 890 plant species were 45.7 mg g⁻¹, 47.5 mg g⁻¹, and 93.2 mg g⁻¹, respectively. All three metrics varied markedly across plant functional groups in the order of trees < shrubs < herbs. Weak latitudinal patterns of leaf soluble sugars, starch, and NSCs were observed from tropical to cold-temperate forests at the levels of species and plant functional groups. The contents of leaf soluble sugars, starch, and NSCs decreased with increasing temperature and precipitation which supports the growth limitation hypothesis at a large scale. In trees, leaf soluble sugars, starch, and NSCs increased with increasing photosynthetic active radiation (PAR); and were positively correlated with specific leaf area (SLA). The spatial patterns of leaf NSCs in forests along the north–south transect of eastern China and their relationships with temperature, precipitation, PAR, and SLA illustrate an important adaptation of plant communities to environmental changes at the continental scale.     

干旱胁迫对杉木无性系非结构性碳水化合物含量的影响

以杉木Cunninghamia lanceolata 6个优良无性系组培移栽苗为试材,对聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫条件下各无性系针叶淀粉、可溶性糖及非结构性碳水化合物(NSC)总量进行测定。结果显示,干旱胁迫致使杉木无性系针叶淀粉含量下降、可溶性糖含量有所提高,NSC含量呈下降趋势(除T-cF1无性系外)。干旱胁迫条件下,可溶性糖含量与针叶相对含水量、丙二醛含量间呈显著正相关(P<0.05),而淀粉含量、NSC与过氧化氢酶活性间均为显著负相关(P<0.05)。     

迷迭香对干旱胁迫的生理响应及其诱导挥发性有机化合物的释放

为探讨干旱胁迫对迷迭香(Rosmarinus officinalis)生理生化特性及挥发性有机化合物(VOC)释放规律的影响, 该文采用盆栽称重控水法研究了轻度(LD)、中度(MD)和重度(SD)干旱胁迫对迷迭香二年生实生苗叶片细胞膜透性、可溶性糖、可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)含量以及脂氧合酶和抗氧化保护酶活性的影响, 并采用热脱附/气相色谱/质谱联用技术对不同干旱胁迫下迷迭香释放的挥发性有机化合物成分进行了分析。结果表明: 干旱胁迫对迷迭香叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量有明显的影响, MD和SD处理12天时其含量极显著地增加(p < 0.01), 与对照相比可溶性糖分别增加了51.5%和87.4%, 可溶性蛋白质含量分别增加了0.82和1.40倍。在MD和SD胁迫下, 超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶对干旱胁迫的响应存在一定差异, 表现为相互协调的作用。随着干旱胁迫时间的延长, 迷迭香体内MDA含量极显著地增加(p < 0.01), 细胞膜损伤率显著增加。分析显示, 迷迭香释放的VOC主要是萜烯类化合物, 占总量的46.0%以上; 随着干旱胁迫增强, 迷迭香释放的VOCs总量减少, 种类增多; LD、MD和SD胁迫处理萜烯类化合物相对含量与对照相比分别增加了14.4%、17.0%和23.7%; 干旱胁迫还明显诱导绿叶挥发物(green leaf volatiles)和醛类化合物的释放, 诱导产生了2-己烯醛、叶醇、山梨醛和癸醛4种新组分。研究表明: 干旱胁迫条件下, 迷迭香能够通过调节保护酶活性、渗透调节物质含量和释放VOCs来提高抗旱性。