柠条适应极端干旱的生理生态机制_叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性

《柠条适应极端干旱的生理生态机制_叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第３２卷第３期中国沙漠Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．３２０１２年０５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＥＳＥＲＴＲＥＳＥＡＲＣＨＭａｙ２０１２文章编号：１０００－６９４Ｘ（２０１２）０３－６９１－０７柠条适应极端干旱的生理生态机制———叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性徐当会１，２，方向文１，宾振钧１，王刚１，苏培玺２（１．兰州大学生命科学学院／草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃兰州７３００００；２．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州７３００００）摘要：为了探讨柠条适应极端干旱的生理生态机制，对盆栽柠条停止浇水造成土壤持

2、续干旱直到叶片完全脱落，然后复水。干旱和复水期间，对土壤、叶片和枝条的相对含水量、叶片和枝条中的叶绿素含量以及超微结构进行了测定和观察。结果表明，干旱脱水过程中叶片中的色素含量下降，枝条中类胡萝卜素含量下降。复水４ｄ后，叶片中色素含量和枝条中类胡萝卜素含量上升并逐步达到正常水平。超微结构研究表明，柠条嫩枝的亚细胞组织中普遍含有叶绿体。正常条件下，无论是枝条还是叶片的亚细胞组织，叶绿体紧贴细胞壁。叶绿体中的类囊体排列整体有序。随着干旱的加剧，叶绿体脱离细胞壁，向细胞中央靠近。严重干旱造成了叶片叶肉细胞和叶绿体

3、结构不可恢复性的破坏，包括外膜和膜片层结构，类囊体膜解体，淀粉粒消失，部分细胞器裂解成碎片。而嫩枝的亚细胞组织和叶绿体都保持完整。因此，柠条通过叶片脱落减少光照面积来适应极端干旱对自身造成的伤害，通过保持枝条中叶绿体的完整性和一部分叶绿素为复水条件下光合作用的快速恢复提供了保证。关键词：柠条；极端干旱；叶片脱落；叶绿体超微结构中图分类号：Ｑ９４５文献标识码：Ａ干旱造成的植物水分亏缺或水分胁迫达到一定类、群落分布、生物和生态学特性以及物种多样［１］［１６－２１］程度将破坏植物内部的生理过程。光合作用对水性等，

4、很少有研究重视它的抗胁迫机制和适应［２－３］分胁迫更加敏感，它不仅受下降的气孔导度的干旱的策略。我们研究发现柠条在极端干旱环境影响，而且还受严重胁迫下造成的叶绿体水平破坏下，叶片枯萎死亡，随后植物的生长停止。复水后它［４－５］的影响。通常，植物需要一种保护机制或对已仍然能够长出新叶。本实验是为了研究柠条在持续经造成的破坏进行修复的机制或者是此二者的结合土壤干旱期间适应极端干旱和重新生长的生理机［６－７］来度过胁迫环境。不少研究认为，植物抵御夏制，通过研究植物个体水平上对干旱的响应策略来季干旱必须依赖于形态和

5、生理特征的结合，如深的提高对植物适应干旱环境机制的理解。［８］［９］根系、叶片蒸腾速率的降低、资源利用效率的提１材料和方法高、渗透物质的大量累积以及耐脱水能力的提高［１０－１１］等。近些年来许多研究则集中于植物在强光和１．１植物材料和生长环境［１１－１４］干旱双重胁迫下的光保护方面的研究，但对极端干旱过程中叶片和枝条的超微结构研究很少，而且实验在兰州大学植物园进行。２００５年３月在无人研究旱生植物因干旱导致叶片脱落后其存活的盛花盆中种植３个柠条种子，盆的容积为６Ｌ，等到生理生态机理以及复水后重新生长的生理生

6、态机理。出苗后每个花盆留下生长较好的一株。为了使植株柠条（ＣａｒａｇａｎａｋｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉＫｏｍ）是一种多年生长的环境接近自然环境，将花盆埋在事先挖好的生的能忍耐干旱的半灌木，生存于多种环境胁迫条隧道中，花盆的上沿高出地面２～３ｃｍ。植株每隔件下，这些胁迫包括可利用水分少、极端的温度波半月灌溉一次，待生长良好，选取３０株旺盛生长的动、高辐射以及营养匮乏等。其中水资源是限制植植株于２００６年５月１８日灌溉后停止浇水进行自然物生长的最主要的因素。柠条在中国从东到西都有干旱处理。为防止植物吸收周围的水分，在

7、花盆下［１５］分布。对柠条的研究到目前为止集中于它的分面的土壤层平铺两层厚塑料膜阻断地下水分，在地收稿日期：２０１１－０８－２６；改回日期：２０１１－１１－２９基金项目：国家自然科学基金项目（３０９００１７１）和博士后基金项目（２００９０４５０１８６）共同资助作者简介：徐当会（１９７６—），女（汉族），甘肃正宁人，主要从事植物生理生态研究。Ｅｍａｉｌ：ｄｈｘｕ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ６９２中国沙漠第３２卷上用可移动的遮雨棚防止自然降雨。干旱处理的时１．４叶和枝条超微结构变化的观察间从５月１５日到植物叶片完全死

8、亡进入休眠期后（７月８日）共５３ｄ，然后再对植物浇水，到植物生长选取处理的材料分别取叶片和嫩枝，立即用正常８月１８日，共４０ｄ，干旱和复水过程共９４ｄ。３％的戊二醛固定。固定２４ｈ后的上述材料用０．１Ｍ的磷酸缓冲液（ｐＨ７．２）漂洗两次各１０ｍｉｎ。然１．２土壤相对含水量和叶片相对含水量测定后用１％四氧化锇固定过夜，再用磷酸缓冲液漂洗。土壤相对含水量（％）测定分为上下两层，上层依次用５０％，７０％，８０％，９０％