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喀斯特森林喜钙、嫌钙树种抗旱性比较研究

吴显芝  
【摘要】: 为了阐明喀斯特植物对喀斯特生境的适应机制,本文选取喀斯特森林喜钙树种——伞花木( Eurycorymbus cavaleriei (Levl.) Rehd.et Hand.-Mazz. )、圆果化香(Platycarya.longipes Wu)、单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy )和嫌钙树种——油茶(Camellia oleifera Abel.)的一年生幼苗为研究对象,采用不同浓度(0、10%、20%、30%)的聚乙二醇(PEG-6000)人工模拟干旱胁迫,并测定各树种的生理指标;同时,研究经不同浓度(0、10、20、40、80mmol·L~(-1))CaCl_2预处理后,各树种生理指标对20%PEG-6000(-0.94MPa)干旱胁迫的响应。研究结果如下: 1.干旱胁迫对4个树种幼苗的生理生化过程都有影响,表现为相对含水量明显降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性与过氧化物酶(POD)活性总体表现出了“先升后降”的变化趋势,丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性和脯氨酸(Pro)含量增大,可溶性蛋白质含量降低。但是,喜钙树种和嫌钙树种之间也存在很大的变化。轻度和中度胁迫对喜钙树种生理生化的作用较小,重度胁迫能迅速改变其生理生化指标;相反,随着干旱胁迫浓度的增大和时间的延长,嫌钙树种呈渐进式变化。 2.根据各生理生化指标与相对电导率的相关系数值的显著性,选取叶片相对含水量、SOD活性、MDA含量、脯氨酸(Pro)含量和可溶性蛋白质等5个指标,用隶属函数法对4个树种的抗旱性进行评定。分析结果表明:4个树种隶属函数值的DA值(综合抗旱性能力值)的顺序是:圆果化香单性木兰伞花木油茶,喜钙树种抗旱能力均大于嫌钙树种油茶。3.经外源Ca~(2+)预处理48h后,喜钙树种幼苗的抗旱能力加强,表现为叶片相对含水量回升,SOD和POD活性增强,细胞膜透性和MDA含量降低,脯氨酸进一步累积,可溶性蛋白质含量提高。10~80mmol·L~(-1)外源Ca~(2+)对其抗旱性都有一定提高作用;40mmol·L~(-1)外源Ca~(2+)是提高伞花木和单性木兰抗旱性的最适浓度,当浓度再增大,其作用降低;20mmol·L~(-1)外源Ca~(2+)能最大程度增强圆果化香的抗旱能力。相反,嫌钙树种则表现出不同的生理生化特征,即相对含水量和可溶性蛋白含量降低,脯氨酸含量没有变化,只是SOD和POD活性稍有提高,细胞膜透性和MDA含量略有增加。在所测试的所有Ca~(2+)浓度中,仅有10mmol·L~(-1)浓度钙处理可以增强嫌钙植物的抗旱性。 综上所述,喀斯特喜钙树种和嫌钙树种对干旱胁迫具有不同的生理生化适应机制。相比之下,喜钙树种表现出更好的对轻度和中度干旱胁迫的忍耐性以及利用环境中Ca~(2+)进行调节的能力,这是喜钙树种长期适应喀斯特环境中钙质土壤和临时性干旱的结果。


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