中国特有种——沙芥繁育系统和传粉生物学研究

运用定位观察、杂交指数、花粉-胚珠比、套袋试验和重力玻片法等方法,对沙芥自然居群和人工栽培种群的开花日动态、繁育系统和传粉习性进行了研究.结果显示:沙芥在自然居群和人工栽培种群开花日高峰分别在19:00和15:00～18:00.沙芥繁育系统为异花授粉植物.沙芥传粉媒介中风的飘移能力非常微弱;沙芥自然居群的访花昆虫有19种,分属于6个目;人工栽培种群的访花昆虫有11种,分属于6个目.意大利蜜蜂、熊蜂、黑带食蚜蝇和拟蜂食蚜蝇是两个居群共有的主要传粉昆虫,在自然居群熊蜂每天的访花频率呈双峰曲线,其中访花最高峰与开花日高峰基本重叠.     

濒危植物翅果油树种群传粉生物学研究

对山西省南部平陆、乡宁和翼城3个翅果油树(Elaeagnus mollisDiels)种群分别进行了传粉生物学观察.结果表明:(1)翅果油树花期一般为8~12 d,单花花期3~4 d,结实率仅为0.42%;(2)访花者多属于膜翅目、鞘翅目、双翅目、鳞翅目昆虫,蜂类是有效的传粉者;(3)翅果油树依靠芳香气味、花蜜、花粉和适度紧缩的生殖枝吸引访花昆虫;(4)昆虫的访花活动主要集中在11:00~16:00,访花活动易受气象因素影响;(5)自然条件下,翅果油树平均每日每花被访问的频次为(1.93±1.64)次,人工放蜂可显著增加传粉强度;(6)交配系统属居群内的异花传粉,仍属于广义的自花传粉范畴.传粉昆虫少,传粉效率低是翅果油树致濒的重要因素之一.     

珍稀濒危植物细果秤锤树开花生物学特性和繁育系统

为了解珍稀濒危植物细果秤锤树（Sinojackia microcarpa）开花特征和有性繁殖,对其花部形态特征、开花动态、花粉胚珠比（P/O）、柱头可授性、花粉活力、套袋试验、访花昆虫及访花频率进行观测。结果表明：（1）细果秤锤树的杂交指数（OCI）为4,单花期5~7 d,种群花期可持续20 d左右。花粉与胚珠比为4 093.21±498.56。开花后第3天的花粉活力最高（76.21%）,而开花后第7天时花粉活力较低（18.37%）。细果秤锤树柱头最适可授期在开花后第2天。（2）套袋试验表明,细果秤锤树存在部分自交不亲和性,同时不存在无融合生殖,传粉昆虫是其完成生殖过程所必需的,且异株授粉能够提高其坐果率和结籽率。细果秤锤树的访花昆虫有3目5科7种,主要访花昆虫有黄胸木蜂（Xylocopa appendiculata）、熊蜂（Bombus sp.）、胡蜂（Vespa sp.）、中华蜜蜂（Apis cerana）、黑带食蚜蝇（Episyrphus balteatus）、其中熊蜂平均访花频率最高,达（8.67±0.21） 次·h^-1。对该物种开花生物学特征与繁育系统进行深入研究,有利于进一步探究其濒危机制,为后续珍稀濒危植物的研究提供理论依据和参考。     

蛛网萼开花物候、花部特征及繁育系统研究

为探讨蛛网萼(Platycrater arguta)传粉生物学特性,该研究以江西上饶广丰铜钹山国家级自然保护区、江西阳际峰国家级自然保护区蛛网萼为材料,采用野外观察和人工授粉等方法,对蛛网萼开花物候、花部形态及繁育系统进行了研究。结果表明:(1)蛛网萼为伞形花序,种群花期一般在6月中下旬至8月中旬,单花花期为2~3 d,花序花期持续10 d。两个保护区由于年均温度与光照的不同,花期进程有显著不同。(2)蛛网萼可孕花与不孕花从绿色变为白色时对访花昆虫有吸引作用,不孕花能够增加昆虫的访花频率。(3)蛛网萼花粉胚珠比(P/O)为2 520~3 100,杂交指数即是3或4。(4)繁育体系属于以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者;熊蜂(Bombus sp.)、四条蜂(Apis florea)和油茶地蜂(Andrena cammelia)是蛛网萼的有效传粉昆虫。(5)套袋和人工授粉结果显示,蛛网萼为兼性自交和异交授粉,异株异花授粉能显著提高坐果率及结籽率,这主要与生境中有效传粉昆虫种类、数量少,花粉传递效率低,种群间基因流交流降低以及柱头自花及同株异花传粉等有关,从而表明在蛛网萼现有生境中植株的早期生殖成功受到影响。蛛网萼种群分布范围扩张以有性繁殖为主,无性繁殖作为重要补充及繁殖保障。     

珍稀濒危植物单性木兰传粉生态学研究

野外定位观测了单性木兰的花期物候、访花昆虫种类、访花频率、访花行为和同花期植物种类,并对其花粉散播距离和繁育系统进行了检测,旨在探讨制约单性木兰传粉过程的某些因素,为单性木兰的保护生物学提供科学依据。结果表明,单性木兰雄株和雌株在花期物候上存在差异,雌株在结实上存在明显的大小年现象。单性木兰以虫媒传粉为主,雄株访花昆虫30种,雌株访花昆虫仅14种,雌株和雄株共有的访花昆虫仅6种。单性木兰同花期植物共17种,其访花昆虫种类大部分与单性木兰的访花昆虫种类相同。蜂类和蝶类均非单性木兰的传粉者,其结实率低的原因不仅与访花昆虫种类少和访花频率少有关,更与其缺乏有效的传粉昆虫有关。     

探讨种间传粉在杜鹃花属自然杂交物种形成中的作用

自然杂交是物种形成的一个途径, 在植物进化中起着重要的作用。自然杂交主要通过种间的基因交流, 花粉传递则是基因交流的主要途径。马缨花(Rhododendron delavayi)、大白花杜鹃(R. decorum)、迷人杜鹃(R. agastum)和露珠杜鹃(R. irroratum)是在云南广泛分布的杜鹃花种类, 马缨花与大白花杜鹃形态上区别明显, 而它们的可能杂交种迷人杜鹃和露珠杜鹃在形态上基本介于二者之间。本文对这4种杜鹃花的开花物候和访花昆虫的种类进行了观察,并进行了其繁育系统和种子萌发的实验。我们发现马缨花的花期从3月初至5月底, 迷人杜鹃与露珠杜鹃花期基本一致, 为3月初至4月初, 二者同大白花杜鹃基本不存在花期重叠, 大白花杜鹃的花期为4月中旬至5月底。4种杜鹃花的开花期不同年份稍有变化, 其单花开花周期都在一周以上。4种杜鹃花的传粉昆虫虽然种类和数量上有所不同, 但都以膜翅目和双翅目昆虫为主, 中华蜜蜂(Apis cerana cerana)是其共有的传粉昆虫。繁育系统研究发现, 除露珠杜鹃外, 其余3种自花不育, 而种间杂交不存在任何生殖障碍, 可以产生萌发率很高的种子。通过分析4种杜鹃花开花物候重叠、共有传粉昆虫及种间杂交可育等现象, 探讨了传粉昆虫和异花授粉的机制在自然杂交物种形成中的作用及杂交种的适应能力。     

海南凤仙花不同海拔种群的传粉生物学

凤仙花属(Impatiens)植物具有极为广泛的多样性和类型各异的特化传粉者, 被誉为“双子叶的兰花”, 受到众多传粉生物学家的关注。本文以海南特有种海南凤仙花(Impatiens hainanensis)为研究对象, 对3个不同海拔梯度的种群进行了开花生物学特性和开花物候、花器官结构、花粉活力和柱头活性、传粉者种类和访花行为及繁育系统的比较研究。结果表明: 单花花期4.10 ± 0.46 d, 雄性期和雌性期分别约为3.15 ± 0.24 d和0.95 ± 0.36 d; 种群开花峰期在8月初, 高海拔种群的花期高峰相对滞后。低、中海拔种群花粉活力呈现先升高后下降的趋势, 以开花第2 d花粉活力最高; 高海拔种群花粉活力随开花时间推移逐渐下降; 柱头活性随开花时间的推移而增强, 高海拔种群开花各天次均较低、中海拔种群低。主要传粉昆虫为黄黑无垫蜂(Amegilla leptocoma)和绿条无垫蜂(A. zonata), 低、中海拔种群以黄黑无垫蜂为主, 高海拔种群以绿条无垫蜂为主。未观察到自动自花授粉和无融合生殖现象, 人工授粉能明显增加坐果率(75-90%), 自然坐果率在高海拔种群相对较低(40-60%), 说明存在较强的传粉者限制。海南凤仙花的保护需要同时关注其有效传粉者的保护, 促进有效传粉昆虫在不同海拔种群之间的往来, 保证种群间的花粉流与种子流, 维持海南凤仙花的种群遗传多样性与有效种群大小。     

管花秦艽的传粉生态学研究——兼与同域分布近缘种的比较

在青藏高原东北部连续两年观察了晚秋开花植物管花秦艽Gentiana siphonantha的传粉生态学特征,并在此基础上进一步比较分析了与该物种同域分布且亲缘关系较近、但开花较早的麻花艽G straminea之间的传粉生态学特征.管花秦艽的花发育过程表现出雌雄异熟和雌雄异位的特点,不存在花内的自花传粉,套袋隔离的花不结实也支持这一结论;株内自交的高结实率表明该物种是自交亲和的.盛花期每植株平均有15朵开放的花,雄性和雌性阶段的花比例为1.2:1;自然条件下产生种子必须依赖传粉媒介;苏氏熊蜂是最有效的传粉昆虫,且访花过程中埘雄性和雌性阶段花不具明显的偏向性;株内连续访花的频率高达87.8%,从而导致同株异花传粉自交的广泛存在.与同域分布的麻花艽相比,管花秦艽的单花花期、雄性和雌性期持续时间缩短.但盛花期开花数量明显增加.令人感兴趣的是尽管两个近缘种的花形态特征存在显著差异,但都是由同一种熊蜂传粉.这一特点与过去认为花颜色和花管长度是物种分化过程中与不同传粉昆虫协同进化导致牛殖隔离的假说不相符合.管花秦艽单花的访花频率和同株异花连续访花的比例都明显高于麻花艽.两个物种不同花序设计导致访花昆虫行为的改变可能是造成这一差异的主要原因.两个物种具有不同的开花时间,但仍然存在一定的花期重叠,表现出不完全的传粉生殖隔离状态.     

紫花含笑传粉生物学初探

紫花含笑(Michelia crassipes)花色艳丽、花香浓郁,为解释其在自然条件下结实率低的原因和判断最佳杂交时期,该研究从传粉生物学入手,通过观察紫花含笑开花动态,运用异交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)、花粉和柱头活性、人工授粉试验等方法对其繁育系统进行了检测,并记录访花昆虫的种类和行为。结果表明:(1)紫花含笑花期在4—5月,持续50 d左右,单花花期4~5 d。(2)雌雄同花,雌蕊先成熟,雄蕊空间位置高于雌蕊。(3)OCI等于4,P/O为2671±123。(4)套袋实验表明紫花含笑能进行少量的自花传粉,人工异花授粉结实率和种子质量显著高于人工自花授粉和自然条件下,且不存在无融合生殖。(5)开花后36 h雌蕊群弯曲分泌粘液时,与含笑(M.figo)杂交结实率最高达85.7%,为最佳授粉时期。(6)有效访花者主要有东方蜜蜂、黑纹食蚜蝇和独角仙,访花频率易受天气影响。综上说明,紫花含笑繁育系统以异交为主,部分自交亲和需要传粉者,存在一定近交衰退,自然条件下结实率低,主要受传粉昆虫和雌雄异熟限制,最佳授粉期的确定能够提高其杂交成功率。该研究结果为紫花含笑资源保护和杂交育种奠定了基础。     

山莨菪(茄科)的传粉生物学

茄科的多数种类具有自交不亲和的特点, 主要通过异花传粉结实; 但是, 一些物种或者物种内的部分种群或者个体却高度自交亲合, 转变为自交的繁育系统。该科植物山莨菪(Anisodus tanguticus)主要分布在青藏高原, 开花较早, 比其他晚开花的植物种类更加缺少有效的异花传粉昆虫。我们选择了位于不同海拔高度的2个种群进行比较研究, 主要目的是检验该物种的繁育系统是否在极端环境下由于传粉者的缺乏而发生了部分改变。研究发现,山莨菪的花不完全雌性先熟, 柱头和花药间的平均距离随着花开放时间的延长而不断缩小, 但两者在多数花的单花花期结束时并没有发生接触。因此, 山莨菪花主要表现为适应异花传粉的雌雄异位特征。然而, 少数花 (4.9％)的柱头和花药发生接触, 为“自动自交”的传粉解除了空间隔离。2个种群的多数个体存在自交不亲和机制, 应具有异花传粉的繁育系统; 但是部分个体具有明显的自交亲和能力, 为自交提供了生理基础。高海拔种群的传粉昆虫主要是厕蝇(Fannia sp.), 它们在不同植株间的活动能够保证异花传粉结实; 同时该种群的部分个体存在“自动自交”。低海拔种群的主要访花昆虫是蚂蚁, 它们在花内的活动导致花粉在同一朵花内传递, 而引起“协助自交”; 而异花传粉昆虫厕蝇的访花频率则较高海拔种群低。两个种群的结实均由于异花传粉者不足而受到传粉限制。因此两种不同类型的自交机制为该早期开花植物异花访花昆虫的不足提供了一定程度上的繁殖补偿。     

甘草Pht1基因家族鉴定与表达分析

Pht1家族磷酸盐(Pi)转运体介导植物中磷(P)的吸收和再动员。为探讨甘草Pht1基因的结构及表达模式,该研究利用生物信息学方法对甘草Pht1(GuPht1)基因家族进行分析,结合转录组数据和实时荧光定量(qRT-PCR)分析GuPht1在非生物胁迫下的表达,并采用RT-PCR克隆4个GuPht1基因。结果显示：(1)甘草中有8个Pht1家族成员(GuPht1;1—GuPht1;8),都位于细胞膜上,且具有12个跨膜结构,属于MFS超家族,氨基酸长度介于521～570 aa之间,含有Pht1保守的特征序列GGDYPLSATIMSE。(2)系统进化分析显示,甘草GuPht1基因家族成员与豆科植物亲缘关系较近;启动子区含有与磷饥饿有关的W-box、G-box、PHO-like和P1BS元件;甘草GuPht1基因家族在Scaffold定位分布均匀,三级结构均为单体。(3)转录组数据分析显示,GuPht1响应干旱、盐、激素等胁迫,且表达有组织特异性。qRT-PCR结果表明,低磷胁迫下GuPht1基因有明显的时空表达差异性,GuPht1;1/1;6/1;8在根中表达明显上调,GuPht1;5/...     

甘草根中甘草酸的免疫组织化学定位研究

应用免疫组织化学定位和HPLC分析方法,对人工种植乌拉尔甘草根中的甘草酸分布和积累变化规律进行分析,以阐明药用甘草根在发育过程中甘草酸的积累变化规律,探讨甘草药材质量形成的内在机制。结果表明:(1)甘草酸主要分布在根的次生韧皮部薄壁细胞和维管射线细胞中,且主要积累在这些细胞的细胞壁上。(2)HPLC分析显示,主根的韧皮部中甘草酸含量最高,其次是木质部,根皮中含量最少。(3)甘草酸在主根中的含量随着生长年限的增加而提高,2、3年生甘草根中甘草酸含量上升较快,3年后甘草酸的含量达到3.66%,超过了国家药典规定的甘草酸含量标准。     

乌拉尔甘草根的结构与皂苷类成分积累关系研究

应用植物解剖学、组织化学定位和植物化学方法,对不同发育阶段的乌拉尔甘草根中的皂苷类成分的积累变化规律进行了研究,为进一步揭示甘草药材质量形成的内在机制并指导优质甘草栽培提供理论依据.结果表明:(1)乌拉尔甘草中皂苷类成分主要存在于根的韧皮薄壁细胞和射线细胞中,韧皮部中皂苷含量高于木质部和根皮,而且根的次生生长与皂苷类成分的积累具有一定的相关性.(2)不同生长年限的乌拉尔甘草根中的总皂苷含量存在差异,3年生甘草根中总皂苷含量高于2年生和1年生甘草根.     

低剂量UV-B辐射对乌拉尔甘草叶片光合机构的影响

为了探讨植物叶片对UV-B辐射增强的响应机制,采用叶绿素荧光测定技术,分别测定在人工模拟低剂量UV-B(2.4μW/cm~2)辐射条件下乌拉尔甘草叶片的叶绿素荧光诱导动力曲线、初始荧光(F_0)、最大荧光(F_m)、光合机构比活性参数(ABS/RC、TR_o/RC和ET_o/RC)和性能指数等变化规律。结果表明:(1)低剂量UV-B辐射未引起甘草叶片O-J-I-P叶绿素荧光诱导曲线中的相数发生改变,UV-B辐射对PSⅡ的影响主要发生在其受体侧,而非供体侧;(2)低剂量UV-B辐射引起了甘草叶片光合系统F_v/F_m以及F_m、F_0的明显变化,同时也影响了光合机构的开放程度和电子从Q_A向Q_B传递效率,从而影响了光转化效率;相应性能指数(PI_(abs)和PI_(total))的改变亦验证了此结果。研究认为,低剂量UV-B辐射抑制乌拉尔甘草叶片光合系统Ⅱ受体侧Q_A至PQ之间的电子传递效率,从而影响了Q_A之后的光化学反应及非光化学反应。     

高盐生境中乌拉尔甘草盐离子分泌与积存格局的研究

采用植物水培方法,以乌拉尔甘草为研究材料,用不同浓度(0、80、160、320mmol·L~(-1))NaCl溶液胁迫处理乌拉尔甘草幼苗3周后,分析其叶片表面盐离子(K~+、Ca~(2+)、Na+)分泌速率的差异,并采集盐化低地草甸重盐土生境中2年生乌拉尔甘草植株,应用ICP-AES测定其不同部位(根、根状茎、茎、老叶和幼叶)中的盐离子(K~+、Na~+、Ga~(2+)、Mg~(2+))含量,探究盐离子在乌拉尔甘草叶片上的分泌格局以及盐离子在植株体内的积存格局,为完善甘草耐盐机理的研究提供依据。结果显示:(1)随着盐胁迫浓度的升高,乌拉尔甘草叶片上K~+、Ca~(2+)、Na+的分泌速率均呈增加趋势,且Na~+的分泌速率远远大于Ca~(2+)和K+的分泌速率。(2)在乌拉尔甘草各部位中,K+的积存量从大到小依次为:幼叶根根状茎茎老叶;Na~+在各个部位的积存量都十分有限,且无论地下部分还是地上部分,差异均不大;Ca~(2+)积存量由大到小依次为:老叶幼叶茎根状茎根,且老叶中Ca~(2+)的积存量显著高于其它部位。研究认为,在重盐碱地生境中,K+主要积存在幼叶中,Ga~(2+)主要积存在老叶中,植株体内各个部位Na~+的积存量很低,乌拉尔甘草表现出明显的拒Na现象;叶片分泌的主要盐离子为Na~+;乌拉尔甘草通过泌盐的方式将Na+排出体外,从而有效降低Na~+在体内的积存,这是其能够在重盐碱地生存生长的重要原因。     

Optimization of extraction process of Glycyrrhiza glabra polysaccharides by response surface methodology

Experimental design was used to investigate the effect of three parameters (extraction time, extraction number and ratio of water to raw material) on polysaccharides yields. The ranges of the factors investigated were 3.5–4.5 h for extraction time (X₁), 4–6 for extraction number (X₂), and 25–35 for ratio of water to raw material (X₃). The statistical analysis of the experiment indicated that extraction time and ratio of water to raw material had significant effect on Glycyrrhiza glabra polysaccharides yields. The central composite design showed that polynomial regression models were in good agreement with the experimental results with the coefficients of determination of 0.924 for Glycyrrhiza glabra polysaccharides yield. The optimal condition for Glycyrrhiza glabra polysaccharides yield within the experimental range of the variables studied was at 4.3 h, 6, and 35. At this condition, the predicted yield of polysaccharides extracted was 3.6%.     

深松对乌拉尔甘草根际土壤养分以及微生物群落功能多样性的影响

通过大田试验和室内分析相结合,研究了深松对乌拉尔甘草根际土壤养分和微生物群落功能多样性的影响,以期为乌拉尔甘草人工种植地土壤耕作措施优化和土壤环境改良提供依据。结果表明,与未深松(常规耕作)处理相比,深松处理对乌拉尔甘草根际土壤0—20 cm耕层土壤养分含量无显著性影响,可显著提高乌拉尔甘草根际土壤20—40 cm耕层有机质、全氮、全磷和全钾的含量,分别提高了60.8%、65.3%、48.9%和86.8%;明显增加了0—20 cm和20—40 cm耕层细菌、真菌和放线菌的数量(P0.05),3种类型的微生物数量均呈现出上层大于下层,深松大于未深松的变化趋势。在156 h的微生物温育期内,深松处理下不同土层的平均颜色变化率(AWCD)均显著高于未深松处理,并显著提高了AWCD的利用率(72 h,P0.05),较未深松分别提高了35.5%和130.8%。与未深松处理相比,深松处理显著提高了土壤微生物的多样性指数(H、S、D)。主成分分析(PCA)表明,深松优化了乌拉尔甘草根际土壤微生物的群落组成;聚合物、羧酸类化合物、氨基酸和碳水化合物是深松处理下根际土壤微生物利用的主要碳源。总而言之,深松处理显著提高乌拉尔甘草根际土壤养分含量、微生物数量和微生物多样性指数,改变了微生物群落功能多样性,造成这种差异的主要原因可能是深松改变了土壤耕层结构,改善了微生物的生存环境。因此,深松对乌拉尔甘草人工种植地土壤质量的改良有积极作用。     

甘草根际土壤微生物群落对长期连作的响应

光果甘草连年种植所引起的甘草产量下降、植株发育不良、根腐病频发严重影响甘草产业的持续发展,造成了重大的经济损失。然而,其机制却并不清楚。应用下一代测序技术,对未种植过光果甘草的土壤（Control）,生长1a （Gg1）和生长5a （Gg5）光果甘草的根际土壤行16S rDNA和18S rDNA ITS测序,并对比分析了甘草根际土壤和对照组之间,以及不同种植年限甘草根际土壤之间的微生物群落结构差异,以期探究光果甘草连作障碍的原因。结果表明,光果甘草连作增加了根际土壤细菌群落的丰富度,降低了真菌群落的丰富度（P>0.05）。主坐标分析显示,光果甘草的根际土壤微生物组成与对照组之间存在显著差异,并且光果甘草的种植年限显著地影响了根际土壤微生物的群落组成。在门水平上,光果甘草连作显著地增加了真菌Blastocladiomycota和Mortierellomycota的相对多度（P<0.05）。在属水平上,光果甘草连作显著地降低了有益细菌Arthrobacter和Pseudomona及有益真菌Naganishia的相对多度,而增加了病原真菌Fusarium和Thanatephorus的相对多度。由此推测,光果甘草根际土壤微生物群落结构的改变,以及有益微生物相对多度的降低和病原微生物相对多度的增加可能是导致光果甘草发生连作障碍的重要原因之一。     

甘草GuWOX基因家族的鉴定与表达分析北大核心CSCD

WUSCHEL-related homeobox(WOX)转录因子是植物特有的转录因子,具有调控植物生长发育和非生物胁迫响应的作用。该研究通过生物信息学的方法对GuWOX基因家族进行分析,并利用qRT-PCR方法检测该基因家族在不同组织和非生物胁迫下的表达情况,利用RT-PCR方法克隆得到4个GuWOX基因。结果显示,(1)GuWOX基因家族共有16个成员,均含有保守的HD,为亲水性不稳定蛋白质;系统进化分析表明,GuWOX基因家族分为3个进化支(远古支、中间支和现代支);启动子序列中包括响应多种逆境和激素的顺式作用元件。(2)qRT-PCR结果显示,在侧根中GuWOX1的表达量最高,在茎中GuWOX15的表达量最高;GuWOX在盐、无磷和GA_(3)处理后不同时间段都有表达;干旱和ABA处理GuWOX15的表达模式相近,且在处理12 h时均上调表达。(3)成功克隆得到GuWOX1、GuWOX5、GuWOX6、GuWOX12基因,其长度分别为557 bp、707 bp、716 bp和578 bp,分别编码184、237、237和191个氨基酸。该研究结果表明,GuWOX基因参与甘草发育、对逆境胁迫的响应以及植物激素调节,为进一步分析GuWOX基因功能奠定了基础。     

甘草叶片渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶对干旱胁迫的响应特性

该研究以甘草幼苗为试材,采用盆栽自然干旱方法,设计对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)干旱胁迫处理,测定分析甘草叶片的渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶[蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(Ss+)、蔗糖合成酶分解方向(Ss-)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)、淀粉磷酸化酶(SP)]活性的变化,以探讨甘草的渗透调节特性以及糖分调节的酶学机制,揭示甘草对干旱胁迫的响应机理。结果显示:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势,束缚水/自由水的比值呈先增加后降低的趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈先升高后降低的趋势,但不同胁迫强度出现峰值的时间不同;其中在CK和LS干旱胁迫时蔗糖含量淀粉含量葡萄糖含量果糖含量,在MS和SS干旱胁迫时淀粉含量葡萄糖含量蔗糖含量果糖含量,表明随着干旱程度的增加,甘草叶片中蔗糖转化成了淀粉。(3)随着干旱胁迫程度的加重,甘草叶片的SPS活性呈先升高后降低的趋势,Ss活性和Inv(蔗糖转化酶)活性呈逐渐升高的趋势,SP活性呈逐渐降低的趋势;各胁迫处理的Ss+活性与CK差异不显著,而Ss-活性与CK差异显著,并且Ss-活性在各胁迫处理下远大于Ss+活性,表明甘草叶片Ss-活性在蔗糖代谢过程中占主导作用。(4)相关分析结果显示,在LS中,NI与蔗糖呈负相关关系,Ss-与淀粉呈显著正相关关系、与蔗糖呈负相关关系;在MS中,蔗糖和葡萄糖与SPS、Ss+、Ss-、NI和AI均呈正相关关系,与SP呈负相关关系;在SS中,SP和NI与蔗糖呈正相关关系,而与淀粉呈负相关关系;表明在轻度干旱处理下,Ss参加了蔗糖的分解,继而合成淀粉;在中度和重度干旱条件下,SP主要催化淀粉的分解来增加蔗糖含量以此平衡蔗糖代谢。