天然草地植物叶角质层蜡质的化学组成及其对自由放牧的响应

摘要

植物角质层蜡质在保护植物免受极端环境危害方面发挥着重要作用.在内蒙古草甸草原和典型草原,分别选取围栏封育样地和自由放牧退化样地,在植物生长季采集3种植物(羊草、克氏针茅和糙隐子草)的叶片,采用色质谱技术分析了植物叶角质层蜡质总量、组分及碳链分布特点,比较了几种植物叶角质层蜡质特征对过度放牧的响应机制,旨在为合理利用和管理草原提供理论依据.结果表明,几种植物叶角质层蜡质总量存在显著种间差异,整体表现为羊草＞克氏针茅＞糙隐子草.羊草中,鉴定出7类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、次级醇、初级醇、β-谷甾醇、β-二酮和烷基间苯二酚;在克氏针茅中,鉴定出5类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、初级醇、α-香树脂醇以及β-谷甾醇;在糙隐子草叶中鉴定出6类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、醛类、初级醇、烷基酯和β-香树脂醇.羊草次级醇相对含量最高,糙隐子草初级醇含量最高,而克氏针茅烷烃含量最高.草地类型显著影响了糙隐子草蜡质总量及其烷基酯的相对含量、克氏针茅烷烃相对含量及羊草次级醇和β-二酮相对含量.而草地利用方式显著影响了糙隐子草脂肪酸相对含量、克氏针茅蜡质总量、α-香树脂醇和p-谷甾醇相对含量及羊草蜡质总量和次级醇相对含量.在典型草原,糙隐子草和克氏针茅叶角质层蜡质总量均表现为自由放牧草地＞围封草地(P＜0.05);而羊草与之相反.在草甸草原,糙隐子草叶角质层蜡质总量样地间差异不显著;克氏针茅表现为放牧草地＞围封草地(P＜0.05);羊草叶角质层蜡质总量表现为围封草地＞放牧草地(P＜0.05).不同植物角质层蜡质表现出的差异性响应模式,说明不同植物在长期进化过程中形成了各自特有的适应机制.综合分析认为,草地植物可以通过调整自身蜡质合成,改变蜡质组分和含量以适应外界环境引起的胁迫.