不同海拔高山植物美丽风毛菊生理生化特性探究

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1、不同海拔高山植物美丽风毛菊生理生化特性探究　　摘要：以生长在青藏高原不同海拔地区的多年生高山植物美丽风毛菊（Saussureapulchra）为研究材料，分析比较了不同海拔叶片光合色素和抗氧化酶活性等生理生化指标，以探讨高山植物对于寒冷、高紫外辐射环境的适应机理。结果表明：随着海拔的升高，叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）含量有下降的趋势，而胡萝卜素（Car）含量则呈增加的趋势，Car/Chl与Chla/Chlb增大，美丽风毛菊叶片的紫外吸收物质、丙二醛（MDA）含量明显增加；抗氧化酶的活性也受到明显影响，其中叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢酶（CA

2、T）活性随海拔升高呈增强的趋势，膜脂过氧化与抗氧化物酶的变化具有不一致性，表明抗氧化系统之间存在一定的协同作用，可能在高山植物适应高寒环境的胁迫方面具有重要的作用。关键词：美丽风毛菊；海拔；光合色素；抗氧化系统；适应性收稿日期：20130624基金项目：国家自然科学基金课题资助项目（编号：30670307，30570270，30170154）；国际科技合作重点项目计划（编号：2002CB714006）资助11作者简介：朱鹏锦（1983—），男，广西博白人，研究实习员，硕士，主要从事植物生理生态学研究。通讯作者：师生波（1963—），男，青海西宁人，研究员，博士，主要从事高原生物生态适应性研究

3、。中图分类号：Q948.2文献标识码：A文章编号：16749944（2013）070054041引言11美丽风毛菊（Saussureapulchra）为多年生草本植物，主要分布于青海、西藏和甘肃等部分地区，生长在海拔1900～4600m的山坡草地、滩地、高寒草甸，是典型的高山植物[1]。其根可入药，味苦、辛，性寒，有清热解毒功效，主治流行感冒、麻疹和风疹，为青藏高原地区常见的一种药用植物[2]。青藏高原由于海拔较高，形成了寒冷、干燥、太阳总辐射高和近地面紫外线强的独特生态环境，被称为“世界第三极”，随着海拔的增加，影响植物生长发育的生态环境随之发生显著的变化[3]。因此，在高原气候的寒冷、干

4、燥、太阳总辐射高和强紫外辐射等环境因子的综合作用下，高山植物的形态结构和生长发育受到很大的限制，迫使其不断对极端环境产生的胁迫做出生理生化方面的响应以增强适应性。有许多文献报道，低温、强紫外辐射等逆境胁迫均可造成植物体内的代谢紊乱，破坏自由基动态平衡以致细胞、组织受到损伤[4，5]。但有研究表明，植物体内的适应机制可以有效清除活性氧自由基起到减缓或者保护的作用，且抗氧化物的活力和含量与植物抗逆能力强弱有密切联系[6，7]。尽管关于逆境胁迫对植物的生长发育、形态结构和生理生化等方面的影响的研究有很多，但自然条件下以青藏高原为实验平台，研究高山植物的生理生化机制对高原气候胁迫的研究报道较少。所以

5、，本研究以美丽风毛菊为材料探究不同海拔下高山植物的生理生化变化规律及其特征，旨在揭示高山植物适应青藏高原极端环境胁迫的抗逆机理，为筛选优良的抗逆种质资源及保护脆弱的高寒生态系统均具有重要而深远的意义。2材料与方法2.1采样地点及气候概况11美丽风毛菊分别采自青藏高原的2个不同海拔地区，其中西宁位于青藏高原东部边缘（N36°37′，E101°46′），海拔2200m，年均温为58℃，最冷月均温为-81℃，7月份月均温为200℃，年总辐射为6125MJ·m-2，7月份降水量798mm，属高原大陆性半干旱气候；中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站（海北）位于青藏高原的东北部，即祁连山东段的冷龙岭南

6、麓（N37°37′，E101°19′），山地平均海拔4000m，受到明显的高原大陆性气候影响，无四季之分，仅有冷暖季之别，年平均气温-17℃，年平均降水量为5901mm，降水主要集中在5～9月（占全年降水总量的80%）。年均实际日照时间为24627h，占理论可照时间的550%，年平均太阳辐射6170MJ·m-2，占太阳总辐射的601%。2.2光合色素含量的测定选取健康无伤斑的叶片，避开主脉用打孔器（直径07cm）取18个叶圆片，混合均匀随机分成3组每组6片，将叶圆片分别放入装有10mL叶绿素提取液（V丙酮：V乙醇：V水=45∶45∶10）的试瓶中，密封瓶盖，密封低温保存至叶圆片无色约10d。

7、用紫外分光光度计（UV-1601，日本）检测在663nm、645nm、440nm波长处的吸光值。叶绿素含量的测定与计算参照Arnon的方法[8]，类胡萝卜素含量的测定与计算参照朱广廉的测定方法[9]，光合色素以单位叶片重量的含量表示。2.3紫外吸收物质的测定选叶片方法与光合色素含量测定的一样，取叶圆片混匀后随机分成3组每组6片置于10mL紫外吸收物质提取液（V甲醇：V盐酸：V水=79∶1∶20）的试瓶中，盖紧