红砂(Reaumuria soongorica)忍耐极度干旱的保护机制:叶片脱落和茎中蔗糖累积
红砂(Reaumuria soongorica)是一种多年生半灌木,广泛分布于中国西北的半干旱地区,它能够通过营养组织在极度干旱条件下存活.为探讨红砂耐干旱的保护机制,对6年生的植株通过停止浇水造成持续的土壤干旱,在干旱期间研究了它的净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、水分利用效率(water use efficiency,WUE)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的叶绿素荧光参数的日变化规律以及红砂叶片和茎中的糖含量变化.结果表明,红砂在极端干旱环境下具有如下特点:非常低的叶片水势、高的WUE、在茎中维持光合作用并累积蔗糖以及叶片死亡.干旱期间,最大Pn先升高后下降,但是内在WUE随着干旱程度在早上明显提高.PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和非循环式电子传递效率(ΦPSⅡ)随着干旱程度的增加而减小,并表现出午间光抑制现象,但激发能量的耗散能力(以荧光非光化学猝灭NPQ表示)随着干旱程度的增加在胁迫植物中维持更高水平.持续的干旱环境促进了茎中而非叶片中蔗糖和淀粉的累积.然而当叶片水势下降到-21.3 MPa时,叶片死亡并随后脱落,但茎中仍然保持光合作用,然后植物进入休眠状态.复水后茎复活植物又长出新叶.因此,我们认为红砂具有剪去叶片而减少水分丢失并维持茎细胞的活力来度过极度干旱的能力.
张腾国(西北师范大学生命科学学院,兰州,730050)
李新荣(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州,730000)
张丽静,白琰,王刚(兰州大学生命科学学院,兰州,730000)
刊 名： 中国科学C辑 ISTIC PKU 英文刊名： SCIENCE IN CHINA (SERIES C) 年，卷(期)： 2006 36(4) 分类号： Q5 关键词： 红砂 干燥 光合作用 蔗糖 水分利用效率 叶片脱落