水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

麻疯树又称小桐子、臭油桐,属于大戟科麻疯树属,为落叶灌木或小乔木,广泛分布于热带及亚热带地区,在我国四川、云南、广东、广西、贵州、福建、台湾和海南等地有大量分布,具有生长快、耐贫瘠等特点,可以作为保水固土、防止沙化、增殖有机质、构建防护林的优良树种。麻疯树种子可以入药,有清热解毒、消肿散瘀等作用;麻疯树的乳汁中含有多种药用成分,在生物病虫害防治、新药开发等方面有潜在的应用价值。特别是麻疯树种子含油量在40%~60%,油质近似柴油,是一种很有应用前景的能源植物,因此受到广泛的关注。

水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

水分胁迫是抑制植物光合作用最主要的环境因子之一。光合作用是植物生长的生理基础,可以作为判断植物生长势和抗逆性强弱的指标,干旱胁迫可以使植物光合速率下降,生长减缓,成为植物分布的限制因子。因此,研究光合作用对干旱胁迫的响应,阐明干旱胁迫对植物光合作用影响的机理十分重要。

水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

目前对麻疯树生物学特性的研究主要集中在种子和乳汁的化学成分毒理学及分子生物学方面,而关于麻疯树对环境因子的生理生态适应性研究较少,仅有少量关于其光合特性和对低温适应性的研究,对干旱的适应性研究则鲜有报道。在全球水资源日趋紧缺的情况下,鉴定、筛选与提高经济植物的抗(耐)旱性是现代农林业发展的迫切需要,而广泛利用保水性差、贫瘠的非耕地种植麻疯树,开发利用麻疯树种子油作为部分石化燃料的替代物,已备受国内外关注。

水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

植物的光合作用受气孔和非气孔因子的限制。在干旱胁迫下,Pn的下降是气孔限制和非气孔限制双重作用的结果,轻度胁迫下以气孔限制为主,严重胁迫下以非气孔限制为主。增强热耗散是植物减轻干旱有害效应的一种重要过程。在轻度的干旱胁迫下,麻疯树Pn的下降是由气孔部分关闭和光合机构功能下调等保护性调节作用引起的。然而,随着干旱胁迫程度的加剧,Pn显著降低,并且伴随着极低水平的Gs,反映了此时的气孔几乎完全关闭。

水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

水稻在15%PEG处理16d后,Fo显著上升,Fv/Fm、qP和ETR显著下降,光合机构受到伤害;用20%PEG处理平邑甜茶和新疆野苹果4d后,平邑甜茶叶片干枯,植株死亡;7d后,野苹果也死亡。臭柏在10%PEG胁迫下,14:00—16:00的Fv/Fm下降到对照一天中最高值的75%以下。

水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

麻疯树在10%PEG胁迫下,14:00—16:00的Fv/Fm仅比对照下降了约2%,麻疯树在20%PEG胁迫时才表现伤害效应,并且在高浓度的PEG处理15d后麻疯树仍能存活。全光照条件下,三叶漆幼苗在-0。84MP干旱胁迫下,Fv/Fm比对照下降了约7。5%,而麻疯树在-0。9MP胁迫下,Fv/Fm比对照下降了约4。5%。这些都说明麻疯树具有较强的耐干旱能力。

水分胁迫抑制植物光合作用,麻疯树幼苗对干旱胁迫有何影响?

麻疯树幼苗在15%PEG长时间作用后,光合机构主要表现功能下调性的保护机制;PEG浓度提高到20%~25%后,才出现光合机构的伤害现象,且这种伤害在除去PEG胁迫后能较快恢复,表明麻疯树对干旱胁迫具有较强的耐受性,这从光合生理机理上解释了麻疯树能生长于石砾质土、粗质土和石灰岩裸露地的结论。因此,麻疯树作为一种极有潜力的能源植物,可以大面积推广种植于丘陵、荒山和坡地等自然条件较为恶劣的生境。


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