干旱胁迫下岩溶植物毛葡萄的生理生态学研究

摘要

本文以1年生的毛葡萄为研究对象，通过盆栽水分控制试验，观测毛葡萄在不同的土壤水分条件下的生理生态学响应，探讨其对干旱胁迫的适应机理。实验设4个水分梯度处理（土壤相对含水量分别设定为90％～100％、70％～80％、50％～60％、30％～40％）。在水分处理一个月后开始测定各项指标，实验中分别测定了毛葡萄的游离脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素的含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、以及最后用收获法比较了各处理之间的毛葡萄各器官的生物量，结果表明： （1）毛葡萄苗的叶片相对含水量（RWC）随着干旱胁迫的加剧而降低，但下降的幅度都不大，说明毛葡萄叶片具有较强的保水能力。这可能与植物体内主动积累溶质脯氨酸进行渗透调节有关。 （2）随着干旱胁迫的加剧，毛葡萄叶片中丙二醛（MDA）含量增大，表明其膜脂过氧化作用增强，细胞膜受干旱影响程度加重。与此同时，毛葡萄叶片中的脯氨酸含量也在逐渐的升高，作为一种渗透调节物质，它通过直接或间接方式抑制或分解了丙二醛，减少了丙二醛对细胞膜的破坏，使得毛葡萄叶片中丙二醛的含量下降。这可能是毛葡萄适应干旱胁迫的一个自动调节的机制。 （3）土壤干旱胁迫，使毛葡萄叶绿素含量降低，但是Chla/Chlb的值上升，由此表明干旱胁迫下毛葡萄叶片减少了对光能的捕获，有利于降低叶片光合机构遭受光氧化破坏的风险，同时增强体内的代谢活动，保证叶片对光能的充分利用，提高光能转化效率并增强了其抗旱能力。 （4）随着干旱胁迫的加强，毛葡萄的生物量中根的比例有所增加，表明干旱胁迫会改变毛葡萄生物量在各器官间的分配比例，其中根比例的增加会有利于其在干旱条件下吸收水分和维持水分平衡,这可能是干旱胁迫条件下毛葡萄的重要生存对策之一。 （5）随着干旱胁迫的加剧，毛葡萄的净光合速率（Pn）、最大光合速率（Pmax）、表观量子效率（AQY）和暗呼吸速率（Rd）降低，说明在干旱胁迫下，毛葡萄的光合能力降低。 （6）叶绿素荧光参数的日变化表明，在各处理的土壤水分含量条件下，毛葡萄均发生了光抑制现象，但是没有发生长期光抑制，其午间光抑制只是光合机构的可逆失活造成的，是一种保护性反应。午间光抑制发生时，毛葡萄可以启动光呼吸、热耗散等光保护机制抵御光抑制。毛葡萄可以在保持较高的光合速率和PSⅡ线性电子传递效率的同时，维持一定的光呼吸和热耗散能力，这是一种能有效抵御干旱和强光等多种胁迫因子伤害、同时还能兼顾自身生长的主动适应方式。