克隆整合有助于狗牙根抵御水淹

尽管国内外开展了大量的克隆整合对克隆植物抵御逆境能力影响的研究, 但整合对植物抵御水淹能力的影响研究仍比较缺乏。该文从克隆整合的角度探讨多年生草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)对水淹胁迫的响应。试验模拟了先端分株(相对年幼的分株)分别处于0、5和15 cm三种水淹胁迫环境, 并在每个水淹梯度下实施先端分株与基端分株(相对年长的分株)之间匍匐茎连接或切断处理, 调查水淹一个月后基端分株和先端分株以及整个克隆片段在形态和生理上的表现。研究发现: 切断匍匐茎连接显著降低了狗牙根先端分株的生长, 表现在生物量下降、匍匐茎长度减短和分株数减少等方面; 水淹显著抑制了先端分株的生长, 但对基端分株的生长并未造成显著影响; 在5 cm水淹处理下, 匍匐茎保持连接时, 先端分株和整个克隆片段的生长显著增加; 连接或切断处理在不同水淹梯度下对匍匐茎平均节间长没有显著影响, 对先端分株或基端分株在光化学转化效率上也未表现显著性差异。结果表明: 克隆整合效应促进了狗牙根在水淹胁迫下分株的生长, 并有助于整个克隆片段抵御水淹胁迫。     

克隆整合提高淹水胁迫下狗牙根根部的活性氧清除能力

虽然国内外已开展大量关于克隆整合影响植物抗逆生理的研究,但迄今未见克隆整合是否会影响逆境下不同分株清除活性氧过程的报道。以河岸带适生克隆植物狗牙根(Cynodon dactylon)为例,研究克隆植物的抗氧化生理响应,检测了狗牙根在先端淹水/不淹水、先端与基端匍匐茎连接/切断两个因素的交互作用下的根部主要抗氧化酶:超氧化岐化酶(Superoxide dismutase, SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)的活力以及生物量的变化。结果显示,淹水环境中狗牙根先端的生物量和根部SOD酶活力在匍匐茎连接处理下显著高于切断处理组,同一处理的生物量以及根部APX、CAT酶活力总体上表现出不同程度的提高趋势;与受淹先端连接的基端分株根部抗氧化酶活力均低于切断处理组,且SOD和CAT受连接处理影响显著;淹水和切断处理显著降低先端分株的生物量,但对基端和克隆片段影响不明显。这表明淹水胁迫下克隆整合提高了其根部活性氧清除能力,显著改善了先端分株的表现。     

不同冲洗液对毛白杨和油松枝条水力导度和抵抗空穴化能力测定值的影响

植物通过木质部管道系统进行水分运输, 木质部的水分运输效率和抗空穴化能力等水力结构特征对于植物物种的分布、抗逆能力等方面起关键性作用。目前, 国内外学者一般采用“冲洗法”进行木质部水力结构研究, 然而在该方法中使用的不同冲洗溶质可能对植物木质部水力结构等产生较大影响, 因此该文研究了3种溶质的冲洗溶液对毛白杨(Populus tomentosa)和油松(Pinus tabulaeformis)枝条的水力导度和抵抗空穴化能力的影响。实验结果表明: 相对于去离子水, 用0.01 mol·L^-1的草酸和0.03 mol·L^-1KCl溶液作为冲洗溶液, 均导致毛白杨木质部导管和油松管胞的水力导度测定值的增大。KCl导致毛白杨和油松木质部抵抗空穴化能力测定值的提高, 草酸导致杨树抵抗空穴化能力测定值增强, 但导致油松抗空穴化能力显著(p<0.01)减弱。小枝水平上, 毛白杨和油松的水分运输效率和抗空穴化能力之间没有显著相关性。另外, 在截枝实验中发现, 毛白杨小枝木质部水力导度随长度增加变化不大, 而油松枝条的木质部水力导度有逐渐增大的趋势。以上的实验结果表明不同溶质下毛白杨和油松枝条的木质部水力导度和抵抗空穴化能力不同, 草酸和KCl可能对木质部管道系统及纹孔处的果胶等产生作用, 从而使毛白杨和油松的水力结构发生变化。毛白杨与油松水力结构在去离子水、草酸和KCl的作用下的不同结果及两物种截枝试验下水力导度的不同变化趋势表明, 导管运输系统和管胞运输系统可能具有不同的水分运输影响因素。     

三峡水库消落带植物叶片光合与营养性状特征

自2007年三峡大坝试运行以来,其独特的人工水位调度节律给当地的水库消落带生态系统带来了巨大的负面影响。植物功能性状可以反映某一特殊生境植物的生理生态过程特殊性,是指示生态系统结构与功能的有效指标。因此,在三峡水库消落带形成2a后,于2009年调查了消落带的42种适生植物以及对照带33种植物的6个叶片功能性状:最大净光合速率(Amax)、叶片气孔导度(Gs)、比叶重(LMA)、叶片全氮含量(Nmass)、全磷含量(Pmass)和全钾含量(Kmass)。运用标准化主轴回归分析对消落带植物叶片各功能性状之间关系进行分析,并对照全球尺度叶片功能性状数据库,旨在说明反季节淹水对消落带植物叶片功能性状之间关系与全球尺度对比发生了哪些变化。同时,运用成对方差t检验的分析方法,对比了在消落带和对照带都存在的33个种的叶片光合与营养性状之间的差异,以阐明消落带植物对消落带特殊生境的生理响应。结果表明:(1)消落带植物叶片各性状关系呈现出与全球尺度基本一致的格局,表现出植物叶性状之间关系的趋同性;(2)消落带植物Amass、Nmass、Pmass和Kmass显著高于全球尺度,而LMA则显著低于全球尺度。处于驯化阶段的消落带植物各叶片性状处在全球叶片经济型谱"低投入-快速回收"的一端。(3)消落带植物叶片Amass与对照带相比,有显著提高。表明三峡水库消落带植物叶片光合能力得到显著提高,这可能是其适应消落带特殊生境的关键生理生态对策之一。