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干旱及旱后复水条件下晋豆和柠条锦鸡儿水力适应认领

作者：

李凤萍

学位授予单位：

兰州大学

摘要：

干旱胁迫下,植物具有一定的干旱适应能力,这是其维持生长和存活的基础。研究表明,植物的干旱适应能力包括干旱胁迫下对干旱的抵抗力,以及干旱解除后的恢复力。然而,在干旱和旱后复水恢复过程中植物各器官间的抵抗力和恢复力是否存在分化仍缺乏全面的认识。本文以农作物晋豆（Glycine max）和灌木柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）两种生活型植物为研究对象,揭示干旱及复水过程中,植物叶片、茎和根系生物量分配、水力特征、非结构性碳水化合物以及气体交换参数的变化,分析了两种生活型物种对干旱的抵抗力和恢复力的差异及可能机制,主要结论如下:1、干旱胁迫下晋豆将更多的质量分数分配到根系,而柠条锦鸡儿质量分数维持不变。复水后,晋豆叶、茎和根质量分数及根冠比恢复至对照水平的时间是1～8天,而柠条锦鸡儿叶、茎和根质量分数和根冠比仍维持不变。2、干旱胁迫下,晋豆叶水分传导(Kleaf)和根水分传导（Lpr）安全性相似且较低,而茎水分传导（PLC）安全性强,存在明显的水力脆弱性分割现象;叶脱落酸（ABA）快速积累,光合速率（An）和气孔导度（gs）对干旱敏感性相同,gs下降由叶水分传导和叶ABA共同作用引起。而柠条锦鸡儿Kleaf、PLC和Lpr安全性相似,无明显的水力脆弱性分割现象;叶ABA快速积累,gs比An更敏感且gs下降由ABA引起。3、干旱胁迫下,晋豆叶片和根系可溶性糖含量显著上升,茎可溶性糖含量无显著变化;叶片和茎非结构性碳水化合物（NSC）含量显著下降,根系NSC含量显著上升。柠条锦鸡儿叶片、茎和根系可溶性糖含量维持不变;叶片和茎NSC含量显著下降,根系NSC含量显著上升。总体看,晋豆和柠条锦鸡儿将更多的NSC分配到根系。4、复水后,晋豆叶水势、PLC、Lpr和叶ABA含量在24小时内恢复,但Kleaf恢复需12天,An恢复需3天,gs恢复需10天且更受制于Kleaf恢复。柠条锦鸡儿叶水势与叶ABA含量在24小时内恢复至对照,Kleaf、PLC和Lpr恢复分别需4、7和3天,An和gs恢复均需4天,且gs恢复受制于Kleaf和Lpr恢复。总体看,晋豆根茎优先恢复,叶后恢复,而柠条锦鸡儿各器官同步恢复。5、复水后,晋豆叶片可溶性糖含量恢复至对照并维持不变,茎和根系可溶性糖含量恢复至对照后下降;叶NSC含量恢复至对照并维持不变,茎NSC含量恢复至对照后上升,根系NSC含量增加后下降至对照且维持不变。柠条锦鸡儿的叶片、茎和根系可溶性糖含量均维持不变;叶NSC含量恢复至对照后维持不变,茎和根NSC含量恢复至对照后上升。总体看,复水后晋豆和柠条锦鸡儿将更多的NSC分配到茎中。以上研究结果从植物水力学的角度,发现不同生活型植物应对干旱的水力分割、旱后复水的恢复模式存在差异,有助于我们更好地认识植物对旱生生境的适应。

摘要译文

关键词：

干旱; 气体交换; 复水; 水分传导; 非结构碳水化合物; 水力脆弱性

学位年度：

2021

学位类型：

硕士

学科专业：

生态学

导师：

方向文

中图分类号：

Q945.78[胁迫生理学]

学科分类号：

071002[植物学];0903[农业资源与环境]

D O I：

10.27204/d.cnki.glzhu.2021.003782