‘波叶金桂’对干旱和高温胁迫的生理生态响应

为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应,该研究以木犀(Osmanthus fragrans)‘波叶金桂’为材料,采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫,利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定;同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性。结果表明:干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著;可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低,在协同胁迫后持续性下降,重度协同胁迫下,葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7%、46.4%、34.4%和38.2%。干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降,而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势;高温胁迫后,HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照。干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势,中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9%和32.3%;协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低,干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加。上述结果表明:干旱胁迫条件下,‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节,同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性;‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫;协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻,‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫;中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损,自我调节能力降低。