环保论坛 - 中国环境保护网

 找回密码
 成为会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 474|回复: 0

逆境中的植物更坚强

[复制链接]
扬州一怪 发表于 2018-7-27 10:51:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
植物在逆境条件下的抗逆性(包括抗低温、抗干旱、抗盐碱、抗紫外线等)会发生怎样的改变?不同的生态环境和条件对植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、能量代谢与物质生产有怎样的影响?在国家自然科学基金项目的支持下,中科院成都生物研究所李春阳课题组对干旱胁迫下杨树的用水效率、脱落酸积累及抗旱基因表达进行了探索。研究人员发现,逆境中的植物更坚强。

  “这些研究可以加深对树木抗旱机制的认识,为我国高原地区、干旱半干旱地区营造人工林,为木本植物的抗逆性研究、林木的遗传育种,以及退化生态系统的恢复与重建提供理论依据与科学指导。”李春阳说。

  脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种能引起芽休眠、叶子脱落和抑制生长等生理作用的植物激素。高等植物各器官和组织中都有脱落酸,其中以将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多。研究发现,脱落酸在植物的生长发育过程中,其主要功能是诱导植物产生对不良生长环境(逆境)的抗性,如诱导植物产生抗旱性、抗寒性、抗病性、耐盐性等。

  李春阳等人以杨树为模式植物,通过研究不同程度干旱胁迫下,杨树的水分利用效率、脱落酸积累和有关形态、生理生化等指标的相应变化,比较了干旱适应性的种间和种内差异,以及作物喷施脱落酸和施肥等不同措施对其抗旱性的影响,从而探究植物的生理代谢与其生长发育和生态适应的关系。

  “我们的研究发现,干旱显著抑制了生长和光合作用。”李春阳说,“植物通过气孔的张开和关闭来控制水分的散失,从而提高了水分的利用效率。但这一过程影响了很多植物的生理生化过程,如提高了脯氨酸、丙二醛、脱落酸含量及超氧化物歧化酶的活性。”

  李春阳介绍说,不论在什么水分状况下,叶片中的脱落酸含量显著高于茎和根部。从而可以推断是脱落酸从其他器官向叶片高水平输入的结果。在土壤干旱胁迫下,脱落酸启动植物叶片细胞质膜上的信号传导,诱导叶片气孔不均匀关闭,减少植物体内水分蒸腾散失,提高植物抗干旱的能力。

  研究发现,在干旱来临前,通过对作物施用脱落酸,可使树苗等作物度过短期干旱,而保持苗株鲜活。另外,高浓度的脱落酸能表现对植物活性的抑制。应用高浓度脱落酸喷施植物的叶茎,可抑制地上部分茎叶的生长,提高地下块根部分的产量和品质。

  研究小组对分布区域不同的杨树种分析研究发现,来自高海拔地区的品种比低海拔地区的品种更抗旱。“种内的抗旱性能也有差异。在海拔相差不大的地区,干旱地区的植物种群较湿润地区的种群具有更强的抗旱能力。抗旱能力强的杨树种,种群能更敏感地响应外源脱落酸的喷施。我们的研究还发现,施肥在水分充足时可促进植株生长,而在干旱胁迫下对植株生长有一定的负作用。”李春阳说。

  该项目以杨树抗旱性为主线,通过在生长室内的盆栽植物对不同程度干旱胁迫下用水效率、生物量积累与分配、脱落酸含量等的研究,集生态、生理与生物化学分析方法于一体,研究生命系统与环境系统相互作用的生态生理机理,强调了生态学研究中宏观与微观的紧密结合,对生态现象的研究不仅注意了解外界的作用条件,而且注意分析内在的作用机制。

  李春阳说,脱落酸作为一种激素逆境信号,活化了与抗旱诱导有关的基因。在干旱胁迫下,植物形态结构变化有利于水分吸收和传导,从而提高水分利用效率。同时,生物量向根部的分配增加,叶面积、边材面积比发生变化,这种生物量分配转移提高了根和茎向叶片输水能力。干旱胁迫容易引起光能过剩,过剩的光能会对光合器官产生潜在的危害。依赖于叶黄素循环的热耗散是光保护的主要途径,同时酶促及非酶促系统也是防止光合器官破坏的重要途径。

您需要登录后才可以回帖 登录 | 成为会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|中国环境保护网 ( 湘ICP备11011689号

GMT+8, 2024-3-29 16:53

快速回复 返回顶部 返回列表