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《中国科学院研究生院(成都生物研究所)》 2007年
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Co_2浓度和温度升高对红桦可溶性蛋白含量和分配的影响

徐燕  
【摘要】: 随着工业化的发展,大气中二氧化碳的浓度(CO_2)预测从现在的平均350μmol·mol~(-1)升高到2030年的570μmol·mol~(-1),其增温作用将持续多个世纪。植被在大气二氧化碳减排以及调控区域水热状况过程中起重要作用,而其机理过程目前十分不清楚。本实验应用自控、封闭、独立生长室,研究了CO_2浓度和温度升高对红桦根、茎、叶和枝可溶性蛋白含量和分配的影响,从蛋白水平上来解释川西亚地区的建群种-红桦对CO_2升高和温度升高及其交互作用的响应规律,为全球气候变暖川西亚高山的植被保护和恢复提供理论依据。研究结果表明: 1.CO_2浓度升高增加了可溶性蛋白的总量,改变了可溶性蛋白分配模式,即,可溶性蛋白分配到根的比例增加,分配到茎、枝、叶的比例减少。可能意味:在CO_2浓度升高条件下,红桦根系的生长和营养物质吸收功能将会增强。 2.CO_2浓度升高增加了根和茎的清蛋白含量,降低了叶片的清蛋白含量,叶片的球蛋白含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白含量均增加。表明CO_2浓度升高增加了清蛋白在根中积累,球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白大量在叶片中积累;前人研究所指出的CO_2浓度升高使植物叶片可溶性蛋白的含量降低可能仅仅是由于清蛋白含量的降低造成的。 3.温度升高使红桦幼苗整株所含可溶性蛋白总量增加,但可溶性蛋白总量的分配因红桦幼苗器官的不同而异。温度升高下根、茎、叶和枝的分配量分别占总可溶性蛋白的27.74%、35.57%、23.00%、13.68%,即茎>根>叶>枝。对照的根茎叶枝的分配量分别占总可溶性蛋白的21.01%、41.41%、23.08%、14.50%,即茎>叶>根>枝。表明温度升高使可溶性蛋白分配到根的比例增加,有利于根的可溶性蛋白的积累,增强了根吸收水分和矿质营养的能力,从而有利于根系的生长。 4.温度升高处理下清蛋白和球蛋白在根中含量升高,在茎、叶和枝中含量下降,但没有达到显著水平;醇溶蛋白在根和叶中含量显著增加;谷蛋白在茎中的含量显著降低。表明温度升高增加清蛋白和球蛋白在红桦幼苗根部的积累,也有利于根和叶醇溶蛋白的积累,但不利于谷蛋白在茎的积累;温度升高条件下叶片可溶性蛋白升高是醇溶蛋白在叶片中积累的结果。 5.CO_2浓度和温度同时升高条件下红桦幼苗的可溶性蛋白总量增加很少,只有分配到茎的可溶性蛋白比例增加,并且对可溶性蛋白分配规律没有影响。CO_2和温度同时升高下红桦幼苗枝的可溶性蛋白含量的降低是可溶性蛋白总量的降低而不是碳水化合物稀释的结果,并且CO_2和温度同时升高对红桦幼苗的生长没有明显的促进作用。 6.CO_2和温度同时升高处理对可溶性蛋白含量有显著影响。清蛋白含量在根、茎、叶和枝中均降低,球蛋白含量在根中显著降低,醇溶蛋白含量在根、茎、叶和枝中均降低,谷蛋白含量在根中显著降低。表明CO_2浓度和温度同时升高对根的影响显著,即降低了根的可溶性蛋白含量,可能导致根的吸收能力下降。 7.因此,CO_2和温度同时升高对可溶性蛋白影响不能简单地通过CO_2和温度单因子影响机理来解释。
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