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沙棘(Hippophae)土著种和外来种对干旱胁迫的生态适应性分析

刘瑞香  
【摘要】:中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis)是在干旱、半干旱区分布的土著种,俄罗斯沙棘(Hippophae rhamnoides)作为外来种,因具有良好的生物学特性和经济效益,在我国的许多地区包括内蒙在内大面积引种栽培。本文在野外沙棘生长的不同生境和田间不同干旱胁迫条件下,从解剖结构、保护酶体系、渗透调节物质、内源激素、光合作用和蒸腾作用的变化以及遗传特征与表型特征的关系等方面对中国沙棘和俄罗斯沙棘进行了系统研究,分析了土著种和外来种对干旱胁迫的生态适应性,研究结果如下: 在解剖结构上,沙棘叶片具有发达的表皮毛,能形成微气候循环、减少水分蒸腾从而避免干旱情况下的过多失水:较厚的角质层也是减小细胞失水的有效途径;叶片具有相对发达的栅栏组织,因此沙棘叶片具备适应干旱的解剖结构。干旱条件下,沙棘的叶片厚度降低,栅栏组织发育强于海绵组织,是沙棘适应干旱环境的对策之一。中国沙棘的栅栏组织与海绵组织厚度之比显著大于俄罗斯沙棘,沙棘雌株的栅栏组织与海绵组织厚度之比大于雄株。因此,从叶片的解剖结构看土著种中国沙棘对干旱的适应性更强,沙棘雌株对干旱的适应性强于雄株。 中国沙棘叶片中的脯氨酸、可溶性糖含量在野外随土壤含水量的降低明显增加,雌株的增加幅度大于雄株。在田间不同的干旱胁迫条件下,沙棘叶片内脯氨酸和可溶性糖含量随着干旱胁迫程度和干旱胁迫时间的延长而增加,脯氨酸积累能力为中国沙棘俄罗斯沙棘,雌株雄株,可溶性糖的积累能力因雌、雄株和品种不同而出现一定差异,表现为俄罗斯沙棘中国沙棘,雌株雄株;随着干旱胁迫程度的增加,沙棘叶片中脯氨酸和可溶性糖含量变幅增大,干旱逆境激发了沙棘对环境变化的应变潜力。综合脯氨酸和可溶性糖含量的变化,脯氨酸在渗透调节时的贡献更大。 田间不同干旱胁迫条件下,随着土壤含水量的降低,沙棘叶片中的SOD活性在胁迫初期显著降低,随着干旱胁迫时间的延长持续降低,沙棘叶片SOD活性表现为中国沙棘雄株俄罗斯沙棘雌株俄罗斯沙棘雄株中国沙棘雌株;CAT活性在胁迫初期有所升高,之后开始逐渐下降,中国沙棘高于俄罗斯沙棘,雌株高于雄株;膜脂过氧化物质MDA的含量随着干


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