獨(dú)葉草無(wú)性系種群生理整合研究.pdf

1、植物的生境在時(shí)間和空間上都是異質(zhì)性的，即使在很小的尺度上這種異質(zhì)性也是存在的。在進(jìn)化過(guò)程中，植物可能形成了各種有效利用環(huán)境異質(zhì)性的生態(tài)適應(yīng)對(duì)策，而生理可塑性是植物對(duì)環(huán)境影響反應(yīng)的最直接表現(xiàn)，加強(qiáng)對(duì)克隆植物生理可塑性的研究能更準(zhǔn)確的掌握環(huán)境對(duì)克隆植物的影響。本文以分布在太白山國(guó)家森林公園3個(gè)海拔的游擊型克隆植物獨(dú)葉草為研究對(duì)象，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)葉的光合生理生態(tài)特性和不同年齡分株?duì)I養(yǎng)葉的光合色素、含氮化合物、膜質(zhì)過(guò)氧化水平、抗氧化物質(zhì)、抗氧化酶與N

2、R、GS活性以及不同分株?duì)I養(yǎng)器官中的C、N、P、K、Mg元素含量進(jìn)行了初步的比較測(cè)定和分析，旨在揭示獨(dú)葉草無(wú)性系分株對(duì)異質(zhì)環(huán)境響應(yīng)的生理機(jī)制--生理可塑性，同時(shí)為探討?yīng)毴~草無(wú)性系種群的瀕危原因、維持機(jī)制以及保護(hù)對(duì)策，提供必要的科學(xué)依據(jù)。主要的結(jié)論如下： 1.獨(dú)葉草的凈光合速率(Pn)日變化曲線呈雙峰型，峰值出現(xiàn)在13：30和16：30左右，具有明顯的光合“午休”現(xiàn)象；其葉片的蒸騰速率(Tr)，水分利用率(Wl兜)的變化也呈雙峰型

3、。 2.獨(dú)葉草葉片的光補(bǔ)償點(diǎn)(L,CP)、光飽和點(diǎn)(LSP)分別為14.93和215.76＃m01.m2.8-，只能適應(yīng)較窄的光照環(huán)境。 3.獨(dú)葉草各分株葉片的Chl a、Chl b和total Chl的含量在不同海拔高度上表現(xiàn)出幼齡分株含量低，隨海拔的升高而降低；可溶性糖含量的變化與Chl a、Chl b和‘Total Chl的變化趨勢(shì)相反。這些變化不僅保護(hù)了幼齡分株免遭強(qiáng)光、低溫的傷害、適應(yīng)高海拔生境生長(zhǎng)，而且有利于

4、無(wú)性系分株光合作用等各項(xiàng)生理活動(dòng)的順利進(jìn)行。 4.N03-N含量、NR活性受分株年齡、海拔梯度的影響極其顯著(p<0.001)。Pro與可溶性蛋白的變化趨勢(shì)相反。較高海拔可溶性蛋白的含量相對(duì)較高，有利于獨(dú)葉草適應(yīng)高海拔生境生長(zhǎng)。據(jù)此推測(cè)，不同海拔獨(dú)葉草相連分株葉片積累的N03-N，在NR、GS的催化作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成蛋白質(zhì)的過(guò)程中，可能通過(guò)調(diào)節(jié)氮代謝來(lái)適應(yīng)不同海拔及其同一海拔下微生境的變化，同時(shí)與植物的碳代謝等協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以使其

5、更好的適應(yīng)獨(dú)葉草的生存環(huán)境。 5.SOD、POD活性隨著海拔的升高而相應(yīng)增大，然而，CAI活性隨海拔的升高而顯著降低，隨分株年齡的增長(zhǎng)而下降。CAI活性的降低可能作為一種脅迫信號(hào)而激活其它抗氧化保護(hù)機(jī)制。紫外吸收物含量隨海拔的升高、分株年齡的增長(zhǎng)而增加。GSH含量隨海拔的升高而顯著升高(p<0.05)，ASA含量在各海拔高度上相差無(wú)幾(p>0.05)。 6.MDA含量受分株年齡的影響不顯著(p>0.05)，而受海拔梯度

6、的影響極其顯著(p<0.01)，且隨海拔的升高而增大。這表明，獨(dú)葉草相連分株的抗氧化系統(tǒng)之間可能存在一定的協(xié)同關(guān)系，保護(hù)相連分株的膜系統(tǒng)免受活性氧分子的傷害。高海拔(3000～3100 m)葉片的膜脂過(guò)氧化程度有所提高，可能由于高海拔的嚴(yán)重低溫和強(qiáng)的太陽(yáng)輻射超過(guò)了葉片的抗氧化保護(hù)能力，抗氧化劑的協(xié)同作用不足以完全清除嚴(yán)重低溫誘導(dǎo)形成的過(guò)量活性氧。而這種程度的氧化損傷可能并未達(dá)到其致死程度，故葉片的光合作用等生命過(guò)程仍然能完成。

7、7.分株年齡、海拔梯度以及分株年齡×海拔梯度交互作用對(duì)獨(dú)葉草分株各營(yíng)養(yǎng)器官全C含量的影響不顯著(p>0.05)，對(duì)全N、全P、K、Mg含量的影響程度各不相同。 8.在較高海拔生境中，分株年齡顯著影響?yīng)毴~草無(wú)性系分株各器官的K含量、根狀莖和根中的全N含量(p<0.05)。 9.除了中間海拔(2 800～2 900 m)獨(dú)葉草無(wú)性系分株的K與全N、全P、Mg含量沒(méi)有明顯的相關(guān)性外(p>0.05)，其它海拔各元素兩兩間均顯著相