金蕎麥和蕎麥對增強(qiáng)UV-B輻射及干旱脅迫的生理生態(tài)響應(yīng).pdf

1、全球干旱、半干旱地區(qū)約占耕地面積的一半，這些地區(qū)水分供應(yīng)不足，森林植被疏稀，生態(tài)環(huán)境惡化，水土流失嚴(yán)重，自然災(zāi)害頻繁。而全球氣候變化與局部干旱化將導(dǎo)致越來越多的干旱、半干旱地區(qū)受到更為嚴(yán)重的干旱脅迫影響。干旱脅迫對植物的影響是多方面的，其中就包括生物量積累和分配、光合色素、保護(hù)物質(zhì)和保護(hù)酶系統(tǒng)。平流層臭氧層的衰減會(huì)直接導(dǎo)致到達(dá)地表的UV-B輻射(280-315 nm)的增強(qiáng)，對植物的生長發(fā)育造成不可避免的影響。因此，增強(qiáng)UV-B輻射勢必

2、會(huì)影響到植物對干旱脅迫的響應(yīng)或敏感性。
　　 金蕎麥[Fagopyrum dibotrys(D.Don)Hara]不但是國家Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)野生植物，且在藥理和臨床方面都具有較高的藥用價(jià)值，由于其藥用價(jià)值，金蕎麥需求量與日俱增。而蕎麥(Fagopyrum esculentum Moench.)是一種我國廣泛栽培的且具有很高營養(yǎng)價(jià)值的作物。本文研究了模擬增強(qiáng)UV-B輻射及干旱脅迫下的金蕎麥和蕎麥生物量積累與分配、葉光合色素、葉保護(hù)物質(zhì)

3、和保護(hù)酶的響應(yīng)，比較了兩種蕎麥屬植物在上述條件下的可塑性差異，以此探討增強(qiáng)UV-B輻射對處于干旱脅迫下的植物影響，以期為金蕎麥的保護(hù)利用和蕎麥的種植提供理論依據(jù)。
　　 1)干旱脅迫導(dǎo)致了金蕎麥和蕎麥各營養(yǎng)器官生物量和總生物量積累降低，且隨著干旱脅迫程度的加深，這種降低的趨勢越明顯。養(yǎng)麥根生物量配置隨干旱脅迫的加重顯著升高，金蕎麥則無明顯規(guī)律。金蕎麥和蕎麥莖生物量配置和葉生物量配置有隨著干旱脅迫程度加深而下降的趨勢。在充足水分狀

4、況下：增強(qiáng)UV-B輻射顯著降低了金蕎麥和蕎麥根生物量、葉生物量和總生物量積累；增強(qiáng)的UV-B輻射同樣降低了金蕎麥莖生物量積累，而蕎麥莖生物量積累對增強(qiáng)的UV-B輻射卻不敏感；增強(qiáng)UV-B輻射還使蕎麥花序生物量積累提高了;增強(qiáng)的UV-B輻射降低了金蕎麥根生物量配置，而養(yǎng)麥根生物量配置對增強(qiáng)的UV-B輻射并不敏感;增強(qiáng)的UV-B輻射能提高金蕎麥和蕎麥莖生物量配置；金蕎麥葉生物量配置對增強(qiáng)的UV-B輻射不敏感，而增強(qiáng)UV-B輻射降低了蕎麥葉生

5、物量配置；增強(qiáng)的UV-B輻射能提高養(yǎng)麥花序生物量配置。在中度干早脅迫下：增強(qiáng)的UV-B輻射提高了金蕎麥和蕎麥根生物量積累;增強(qiáng)的UV-B輻射能使金蕎麥和養(yǎng)麥莖生物量積累得到提高，但這種影響只在特定的處理時(shí)間點(diǎn)上達(dá)到顯著水平；增強(qiáng)的UV-B輻射能使得金蕎麥葉生物量積累先降低后升高，卻增加了蕎麥葉生物量積累;增強(qiáng)UV-B輻射使蕎麥花序生物量積累升高;增強(qiáng)UV-B輻射能提高金蕎麥根生物量配置，卻降低了蕎麥根生物量配置;金蕎麥和養(yǎng)麥莖生物量配置

6、對增強(qiáng)UV-B輻射不敏感；金蕎麥葉生物量配置對增強(qiáng)的UV-B輻射不敏感，而增強(qiáng)UV-B輻射在特定時(shí)期能提高蕎麥葉生物量配置；蕎麥花序生物量配置對增強(qiáng)的UV-B輻射不敏感。在重度干旱脅迫下：增強(qiáng)的UV-B輻射也提高了金蕎麥和養(yǎng)麥根生物量積累；增強(qiáng)的UV-B輻射能使金蕎麥和蕎麥莖生物量積累得到一定提高，但這種影響只在特定的處理時(shí)間點(diǎn)上達(dá)到顯著水平；金蕎麥葉生物量對增強(qiáng)的UV-B輻射并不敏感，增強(qiáng)的UV-B輻射卻顯著增強(qiáng)了蕎麥葉生物量積累;增

7、強(qiáng)的UV-B輻射使蕎麥花序生物量積累升高了；金蕎麥根生物量配置對增強(qiáng)UV-B輻射不敏感，增強(qiáng)的UV-B輻射卻提高了蕎麥根生物量配置;增強(qiáng)UV-B輻射對金蕎麥和蕎麥莖生物量配置無顯著影響；金蕎麥葉生物量配置對增強(qiáng)UV-B的輻射不敏感，而增強(qiáng)UV-B輻射顯著提高了蕎麥葉生物量配置;增強(qiáng)的UV-B輻射降低了蕎麥花序生物量配置。從生物量綜合特征可塑性指數(shù)來看，UV-B輻射或干旱處理中金蕎麥生物量綜合特征可塑性比蕎麥要高，金蕎麥在生物量綜合特征方

8、面表現(xiàn)出比蕎麥更高的可塑性。
　　 2)金蕎麥和蕎麥葉葉綠素a含量、葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量都隨干旱程度的加重而降低；在充足水分狀況下，增強(qiáng)的UV-B輻射降低了金蕎麥和蕎麥葉綠素a含量、葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量;而在干旱脅迫下，除金蕎麥葉綠素a含量對增強(qiáng)的UV-B輻射不敏感外，增強(qiáng)的UV-B輻射都能提高蕎麥葉綠素a含量、金蕎麥和蕎麥葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量。金蕎麥葉綠素a/葉綠素b隨干旱脅迫程度的加重而降低，在處理中期最為

9、明顯;中度干旱脅迫在處理中期提高了蕎麥葉綠素a/葉綠素b；無論是充足水分還是干早脅迫條件下，葉綠素a/葉綠素b比值對增強(qiáng)的UV-B輻射都不敏感。金蕎麥和蕎麥葉類胡蘿卜素含量都隨干旱脅迫加重而降低；只有在充足水分狀況下，增強(qiáng)的UV-B輻射提高了金蕎麥葉類胡蘿卜素含量，而其它水分狀況下，金蕎麥和蕎麥葉胡蘿卜素含量對增強(qiáng)的UV-B輻射不甚敏感。金蕎麥和蕎麥類胡蘿卜素/葉綠素比值在處理中后期基本有隨干旱程度的加深而升高的趨勢，到后期達(dá)到顯著水平

10、;在充足水分狀況下，增強(qiáng)的UV-B輻射顯著提高了金蕎麥類胡蘿卜素/葉綠素比值，而其它水分狀況下，金蕎麥和蕎麥類胡蘿卜素/葉綠素比值對增強(qiáng)的UV-B輻射不甚敏感。從光合色素可塑性指數(shù)來看，UV-B輻射或干旱處理中金蕎麥光合色素可塑性比蕎麥要高，金養(yǎng)麥在光合色素方面表現(xiàn)出比蕎麥更高的可塑性。
　　 3)金蕎麥和蕎麥SOD活性、總黃酮含量、丙二醛含量和可溶性糖含量隨干旱脅迫的增加而顯著上升；POD活性隨干旱脅迫的加深而升高，在處理中期

11、達(dá)到顯著水平，而在處理前期和后期，這種影響似乎有減弱的趨勢；在處理前中期游離脯氨酸含量隨干旱脅迫的加重而上升，在處理后期則無明顯規(guī)律；金蕎麥可溶性蛋白含量在處理前期隨干旱脅迫的加深而升高，而到處理中后期則隨干旱脅迫的加深而降低，蕎麥可溶性蛋白含量在處理前期隨干旱程度的加深而增高，而在處理后期則剛好相反。在充足水分狀況下，增強(qiáng)的UV-B輻射處理提高了金蕎麥和蕎麥葉SOD活性、總黃酮含量、游離脯氨酸含量、丙二醛含量;增強(qiáng)的UV-B輻射在處理

12、前期和后期提高了金蕎麥POD活性，蕎麥則不同，增強(qiáng)的UV-B輻射在處理后期降低了其POD活性;增強(qiáng)的UV-B輻射在處理前期增加了金蕎麥葉可溶性蛋白含量，而在后期則減小了金蕎麥和養(yǎng)麥葉可溶性蛋白含量；增強(qiáng)的UV-B輻射降低了金蕎麥和蕎麥葉可溶性糖含量。在干旱脅迫下，增強(qiáng)的UV-B輻射在處理中期提高了金蕎麥SOD活性，而在處理前期和后期卻降低了其SOD活性；增強(qiáng)的UV-B輻射在處理后期升高了金蕎麥葉POD活性，卻降低了蕎麥葉POD活性；增強(qiáng)

13、的UV-B輻射在處理后期降低了蕎麥葉總黃酮含量;增強(qiáng)的UV-B輻射提高了金蕎麥葉游離脯氨酸含量，在處理中期降低了蕎麥葉游離脯氮酸含量；增強(qiáng)的UV-B輻射提高了金蕎麥和蕎麥葉丙二醛含量；在中度干旱脅迫下，增強(qiáng)的UV-B輻射提高了金養(yǎng)麥葉可溶性蛋白含量，而在重度干旱脅迫下，增強(qiáng)的UV-B輻射在處理前中期提高了金蕎麥葉可溶性蛋白含量，而在后期則減小了其葉可溶性蛋白含量，而蕎麥葉可溶性蛋白含量始終對增強(qiáng)的UV-B輻射不敏感；增強(qiáng)的UV-B輻射顯