金荞麦和荞麦对增强UV-B辐射和模拟酸雨处理的生长和生理可塑性响应

【摘要】： 金荞麦(Fagopyrum dibotrys (D. Don) Hara)属蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill.)多年生草本植物,原产我国西南地区,分布于四川、重庆、湖南、广西、陕西、江苏等大部分省区,是一种重要的具有药用价值的资源植物。荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)又称为三角麦、乌麦、花荞。是蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum Mill.)一年生作物,种子三角形,原产于亚洲,是乌克兰、白俄罗斯和波兰的主要粮食作物之一,我国主要的栽种地区在四川凉山自治州。目前对金荞麦的研究主要集中在药用价值方向,对大面积人工种植研究较少,本文以金荞麦和荞麦为研究对象,主要研究了增强UV-B辐射和酸雨胁迫处理对金荞麦和荞麦的生长和生物量分配、叶片光和色素含量和保护酶等保护物质的影响,比较了两个物种在增强UV-B辐射和酸雨胁迫处理下的可塑性差异,为金荞麦和荞麦的野生资源保护、人工种植和合理开发提供科学依据,具体结果如下： 1增强UV-B辐射和酸雨胁迫处理影响了了金荞麦和荞麦的株高和生物量的分配。各处理对两个物种株高的影响从小到大为：CK单一UV-B单一轻度酸雨UV-B辐射和轻度酸雨复合处理单一重度酸雨UV-B辐射和重度酸雨复合处理,从实验结果来看,单一的UV-B辐射和单一轻度酸雨对两个物种的株高影响较小,单一重度酸雨及UV-B和酸雨复合处理对两个物种的株高影响严重；单一UV-B辐射和轻度酸雨对两个物种的茎生物量和叶生物量影响较小,但显著降低了金荞麦根(地下茎)的生物量,单一重度酸雨处理与UV-B辐射和酸雨复合处理对两个物种生物量影响较大,在整个处理期间,金荞麦没有开花,荞麦在处理中期开始开花,CK组荞麦在处理后期开始开花,胁迫处理组花生物量大于CK组。分析结果得出金荞麦和荞麦具有一定的抗UV-B辐射和轻度酸雨的能力,胁迫处理提前了荞麦的花期。通过对金荞麦和荞麦的生长和生物量可塑性比较分析得出：两个物种的生长和生物量分配在UV-B辐射处理下比在酸雨处理下具有更大的可塑性,荞麦的生长和生物量分配在UV-B辐射和酸雨处理下比金荞麦有更大的可塑性。 2增强UV-B辐射和酸雨胁迫处理影响了了金荞麦和荞麦光合色素含量。在处理后期,两个物种叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量从高到底依次为：CK单一UV-B单一轻度酸雨UV-B辐射和轻度酸雨复合处理单一重度酸雨UV-B辐射和重度酸雨复合处理。实验结果显示,处理前期单一UV-B辐射和单一轻度酸雨处理对两个物种叶绿素a、叶绿素b含量影响不大,单一重度酸雨与UV-B辐射和酸雨复合处理显著降低了叶绿素a、叶绿素b的含量,在处理中后期,所有胁迫处理都降低了叶绿素a、叶绿素b的含量,且单一重度酸雨与UV-B辐射和酸雨复合处理对两个物种叶绿素a、叶绿素b含量影响更为严重,并且叶绿素a含量下降幅度大于叶绿素b；增强UV-B辐射和酸雨胁迫对金荞麦和荞麦类胡萝卜素含量影响较小,在处理后期UV-B辐射和重度酸雨复合处理降低了类胡萝卜素含量。分析结果得出UV-B辐射和酸雨对金荞麦和荞麦光和色素影响较大,重度酸雨与UV-B辐射和酸雨复合处理对两个种光和色素影响严重,随着处理时间的增加,UV-B辐射和酸雨处理对两个物种的光和色素影响加重。通过对金荞麦和荞麦的光和色素含量可塑性比较分析得出：金荞麦和荞麦在UV-B辐射条件下比在酸雨处理条件下有更高的可塑性,在UV-B辐射下,金荞麦光和色素方面具有较高的可塑性,两个物种对轻度酸雨均有一定的抗性,但对重度酸雨抗性较差,UV-B辐射和酸雨复合作用对两个物种伤害最大。 3从研究结果看,金荞麦和荞麦增强UV-B辐射和酸雨胁迫处理条件下,SOD的活性增强,胁迫程度越高SOD活性越高；在处理中期,POD活性升高,而在处理后期,POD活性降低；可溶性蛋白和可溶性糖在处理前中期变化幅度不大,在处理后期含量下降,胁迫程度越严重,下降趋势越大；总黄酮和脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势；丙二醛含量上升。实验结果分析表明,处理前期增强UV-B辐射和酸雨对两个物种保护酶和保护物质影响不大,处理中期和后期影响严重,在处理后期两个物种均达到耐受极限。通过对金荞麦和荞麦保护物质和保护酶可塑性比较得出,金荞麦在保护酶和保护物质含量方面比荞麦具有更高的可塑性。