【摘 要】
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本文以野生藏荠为研究对象,研究探讨了藏荠根、茎和叶三种营养器官的解剖结构与环境的关系,并对其在一天内自然降温过程中(包括急剧降温和长时间低温胁迫)的生理生化适应性进了研究。测定了藏荠叶片可溶性糖的含量、脯氨酸含量、MDA含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量以及根系活力等7个生理生化指标,对它们在低温条件下的生理响应做了进一步分析探讨。旨在阐明典型高山寒漠带植物抗寒的解剖生理基础。主要结果如下:1藏荠营
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本文以野生藏荠为研究对象,研究探讨了藏荠根、茎和叶三种营养器官的解剖结构与环境的关系,并对其在一天内自然降温过程中(包括急剧降温和长时间低温胁迫)的生理生化适应性进了研究。测定了藏荠叶片可溶性糖的含量、脯氨酸含量、MDA含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量以及根系活力等7个生理生化指标,对它们在低温条件下的生理响应做了进一步分析探讨。旨在阐明典型高山寒漠带植物抗寒的解剖生理基础。主要结果如下:1藏荠营养器官的解剖结构及其与环境的关系在长期的演化适应过程中,藏荠在形态结构上明显具有耐受低温、干旱和雨雪和大风等的适应特征。其主要特征表现为:(1)叶藏荠叶上下表皮均被较厚角质膜和表皮毛;上下表皮为单层细胞;下表皮气孔多于上表皮气孔,且气孔内陷;上表皮为栅栏组织2~4层,下表皮为海绵组织,数量比栅栏组织明显少,为典型的背腹型叶;叶肉间隙较大,有大量通气组织存在。(2)茎藏荠茎颜色呈紫红色,表面被有密集表皮毛;表皮细胞一层为长方形薄壁细胞,细胞外壁具角质膜;皮层细胞和表皮细胞均具有“质壁分离”现象。皮层由7-9层薄壁细胞构成;髓部和皮层均有大量通气组织存在;韧皮部细胞小,排列紧密,细胞壁加厚,形成厚壁组织。束中形成层具有分裂能力。导管类型有1种:螺纹导管。木质部导管位于维管束内,排列成花环状,形成1或2组,多数约20个形成一个环状。木质部和韧皮部之间有形成层,并已有次生生长。(3)根根的横切面整体上呈现为一种“车轮形”。表皮细胞一层,外有较厚的角质膜,但未发现根毛,有侧根;周皮发达;木栓层由4~7层近于长方形的细胞构成;而木栓形成层由1~2层扁平细胞构成,栓内层由2~5列扁长方形细胞组成。皮层细胞大部分出现“质壁分离”现象。木质部导管的类型有1种:螺纹导管。根中央的初生木质部依然保留,为2原型或3原型根。2.藏荠各生理指标的变化与自然降温的关系(1)根系活力变化与自然降温的关系:藏荠根系活力在2℃(19:00)时最活跃,而15℃(14:00,一天内温度最高)时根系活力较低。藏荠在应对短时快速降温时,根系活力可以快速提高5倍。而当藏荠根处于长时间低温胁迫时,根的活力会大幅降低。(2)光合色素含量变化与自然降温的关系:藏荠叶绿素含量整体上较高。短时急剧降温不会使叶绿素含量降低,而光照强弱才是影响叶绿素含量多少的决定性因素。在没有光照情况下,长期低温胁迫与叶绿素含量呈正相关关系。而类胡萝卜素在15℃(14:00)时含量最低。在短时快速降温情况下,类胡萝卜素含量最大会增加4倍以上。这可能是因为胡萝卜素起到了主要的抗氧化作用。在长期低温胁迫下,藏荠类胡萝卜素含量整体上较高,但较之短时快速降温,含量有所下降。说明类胡萝卜素在藏荠应对长期低温时也起到了抗氧化作用。(3)脯氨酸含量变化与自然降温的关系:藏荠脯氨酸含量整体上很高。涝害、短时急剧降温和长时间低温胁迫都能导致脯氨酸大量积累。说明脯氨酸与藏荠抗逆性有着非常密切的关系。(4)可溶性糖含量变化与自然降温的关系:藏荠可在光辐射和紫外线辐射最为强烈的时候进行光合作用合成可溶性糖;面对短时快速降温,藏荠可快速大量积累可溶性糖;而长时间低温胁迫会导致藏荠体内可溶性糖含量大幅下降。(5)可溶性蛋白质含量变化与自然降温的关系:藏荠可溶性蛋白质整体上含量较高。短时快速降温致使可溶性蛋白质含量增多。而长时间低温胁迫可溶性蛋白质含量会下降。(6)丙二醛(MDA)含量变化与自然降温的关系:藏荠MDA含量的升降与强辐射密切相关,而自然降温对藏荠MDA含量的影响不大。短时快速降温和长时间低温胁迫不会导致藏荠MDA含量大幅上升。
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