增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)喜樹(shù)幼苗的生理影響.pdf

1、由于大氣同溫層的臭氧層逐漸被破壞導(dǎo)致太陽(yáng)輻射中的UV-B輻射部分抵達(dá)地球表面的強(qiáng)度增加，對(duì)植物產(chǎn)生不同程度的影響。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)UV-B輻射的生物學(xué)效應(yīng)做了廣泛的研究，但其研究對(duì)象多集中在草本植物，對(duì)木本植物涉及較少，且多數(shù)實(shí)驗(yàn)是在室內(nèi)控制條件下進(jìn)行，其研究結(jié)果也存在許多不一致。 本文選用當(dāng)年生喜樹(shù)幼苗采用盆栽試驗(yàn)，人工增強(qiáng)5.0“W.cm之的UV-B輻射劑量(相當(dāng)于西安地區(qū)夏天日平均UV-B輻射增強(qiáng)20％)，研究增強(qiáng)UV

2、-B輻射對(duì)喜樹(shù)幼苗生長(zhǎng)與生理生態(tài)特性的影響。研究結(jié)果如下： (1)短期補(bǔ)充UV-B輻射能增強(qiáng)喜樹(shù)幼苗中可溶性蛋白、喜樹(shù)堿及羥基喜樹(shù)堿含量，喜樹(shù)幼苗通過(guò)提高其體內(nèi)次生代謝物質(zhì)含量和相關(guān)酶的活性等途徑來(lái)抵御及修復(fù)增強(qiáng)的Uv-B輻射給自身帶來(lái)的損傷。 UV-B脅迫條件下，黃酮類(lèi)化合物含量明顯上升，而脅迫解除后，其含量下降，與對(duì)照組間差異逐漸減小。PAL作為黃酮類(lèi)化合物合成途徑中的關(guān)鍵酶之一，其活性受UV-B輻射的調(diào)節(jié)，UV-B

3、輻射下喜樹(shù)葉片PAL活性表現(xiàn)出明顯的升高，這加速了L-苯丙氨酸向反式肉桂酸的轉(zhuǎn)化，為黃酮類(lèi)化合物的合成提供了更多的前體，從而有利于UV-B吸收物質(zhì)的形成。在自然條件下，喜樹(shù)堿含量與色氨酸合成酶、色氨酸脫羧酶活性相關(guān)，而在增強(qiáng)的Uv-B輻射條件下，兩種酶的活性與生物堿含量呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。 (2)長(zhǎng)時(shí)間的UV-B輻射對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生強(qiáng)抑制作用，處理組的株高和單株生物量均降低，莖增粗。uV-B輻射脅迫使喜樹(shù)葉片總?cè)~綠素含量、葉綠素a

4、與葉綠素b(Chla/Chlb)比值以及類(lèi)黃酮類(lèi)化合物含量先上升后下降，而類(lèi)胡蘿卜素含量持續(xù)升高；40天的增強(qiáng)Uv-B輻射脅迫使得葉片出現(xiàn)葉形歪斜、不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，葉片中色素分布不均勻，葉片的上表皮增厚，柵欄組織細(xì)胞增多、增厚，葉綠體結(jié)構(gòu)變形；掃描電鏡(sEM)研究表明：上表皮明顯增厚，表皮毛和腺毛數(shù)均增多，腺毛變短、變粗；下表皮氣孔被蠟質(zhì)覆蓋，開(kāi)度降低。 (3)UV-B輻射處理喜樹(shù)后，其葉片NR活性和GS活性相對(duì)于對(duì)照組呈先升后降

5、的變化趨勢(shì)，喜樹(shù)葉片硝態(tài)氮和氮的含量降低。UV-B輻射嚴(yán)重影響了喜樹(shù)對(duì)硝酸鹽的吸收和氮素的同化，進(jìn)而影響到植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。從蛋白質(zhì)代謝方面看，UV-B處理組喜樹(shù)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量相對(duì)于對(duì)照組也呈先升后降的變化趨勢(shì)，到UV-B處理后期，其含量明顯低于對(duì)照組。UV-B輻射下喜樹(shù)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量有短時(shí)間的上升，這可能是由于Uv.B輻射誘導(dǎo)植物合成了一些抗性蛋白，但隨著蛋白水解酶活性的迅速上升，蛋白質(zhì)水解加強(qiáng)，可溶性蛋白含量下降。綜

6、上，UV-B輻射使喜樹(shù)氮代謝發(fā)生了紊亂。 (4)短期UV-B輻射增強(qiáng)使喜樹(shù)堿和10.羥基喜樹(shù)堿作為喜樹(shù)的化學(xué)防御手段，在喜樹(shù)受到生理脅迫的最前期就己?jiǎn)?dòng)，對(duì)于緩解喜樹(shù)的生理脅迫起到了積極的作用；10.羥基喜樹(shù)堿受環(huán)境因子影響的程度比喜樹(shù)堿高，而喜樹(shù)堿主要充當(dāng)貯藏庫(kù)和提供代謝源的任務(wù)，是一個(gè)常規(guī)的防御措施；喜樹(shù)堿和10.羥基喜樹(shù)堿受到組織發(fā)育程度和環(huán)境因子的調(diào)控；長(zhǎng)期UV-B輻射增強(qiáng)脅迫下，10-羥基喜樹(shù)堿只是偶爾高于對(duì)照，并不對(duì)