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沙米和狗尾草对干旱和复水的生理响应

作者:奈曼站   更新时间:2021-09-30

全球约有1/3的面积为干旱和半干旱区,中国有1/2的面积属于干旱半干旱区。水分是影响植物生存、生长和分布的重要环境因子之一,水分的有效性限制了干旱生态系统。随着经济的发展和人口膨胀,水资源短缺现象日趋严峻,导致干旱程度的加重。干旱严重影响着植物生长发育、产量和基因表达,植物只有适应这种干旱环境才能生存。事实上,在干旱半干旱地区有许多生长良好并能自行繁衍的植物,它们经过长期的自然选择和协同进化,已经形成了许多适应水分亏缺的机制和策略来适应干旱。

沙生植物抗逆生理机制的研究多为沙埋、风沙流、高温等逆境。目前对沙生植物的抗旱性多集中于自然条件或人工移栽后的短期调控,很难准确地反映沙生植物对干旱的响应机制。所以我们采用盆栽试验,统一种植栽培管理。前期已研究了优势种差蒿,本研究以先锋种沙米和顶级物种狗尾草为研究对象,研究它们对干旱和复水的生理响应。结果表明,60-65%田间持水量(对照)高于沙米的需求,控水10天后叶片发黄,其叶绿素含量和Fm均低于干旱处理的值且复水后均降低。随着干旱时间的增加,中度和重度干旱后沙米的叶绿素、Fm先增加后降低,Fv/Fm降低,膜透性和MDA增加。随着干旱时间和强度的增加,狗尾草的RWC、叶绿素、Fm、Fv/Fm降低,膜透性和MDA增加。干旱后期,沙米的三种酶均增强,共同防止膜脂过氧化,而狗尾草只有POD和SOD增强。复水后,两种植物的RWC增加叶绿素降低,重度干旱后沙米的Fv/Fm、狗尾草的Fm没有恢复。该研究为沙生植物对干旱胁迫的适应以及生态恢复和重建提供了理论支持。

该成果以Physiological responses of Agriophyllum squarrosum and Setaria viridis to drought and re-watering为题发表于Scientific Reports期刊,奈曼站博士生陈娟丽为第一作者。该研究获国家重点研发计划项目(2017FY100200)和绵阳师范学院博士科研启动项目(QD2021A02)等项目的支持。

论文链接:doi: 10.21203/rs.3.rs-182119/v1

图1 沙米和狗尾草叶绿素含量和荧光特性对干旱和复水的响应

          

图2 沙米和狗尾草抗氧化酶活性对干旱和复水的响应


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