【摘 要】
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近年来,有关C、C植物的环境适应调控和同一植物在不同生境下碳同化途径的适应性转变出现了一些新颖、且颇具争议的观点.环境条件对植物的碳同化途径调控能力越来越受到重视.
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近年来,有关C<,3>、C<,4>植物的环境适应调控和同一植物在不同生境下碳同化途径的适应性转变出现了一些新颖、且颇具争议的观点.环境条件对植物的碳同化途径调控能力越来越受到重视.在诸如绿洲荒漠过渡带这样的环境梯度下,随着环境胁迫强度的加大,植物的光合碳同化途径是否也出现向C4途径的适应性转变呢?该文以甘肃民勤沙生植物园荒漠植物梭梭和花棒为研究对象,通过对其形态解剖特征和不同DGW下抗性系统(包括抗氧化酶和次生代谢产物类黄酮)和C<,4>途径关键酶的研究,分析了荒漠C<,3>、C<,4>植物光合碳同化途径对环境条件变化的适应机制.结果如下:1.从形态解剖结构、酶学实验等方面,进一步验证梭梭为C<,4>植物,花棒为C<,3>植物.2.相同环境条件下,C<,3>植物花棒的抗氧化酶活性(叶与同化枝合计)比C<,4>植物梭梭的高几十甚至几百倍,类黄酮水平也较高;C<,3>植物花棒叶的抗氧化酶活性高于同化枝的.这显示出C<,4>植物对于干旱、高温逆境的优势以及C<,3>植物花棒适应干旱、高温逆境的保护机制.3.C<,3>植物花棒叶及同化枝具有光合碳同化的C<,4>代谢途径,且叶和同化枝对光合碳同化的贡献高低存在羧化酶和脱羧酶的差异;C<,4>植物梭梭的C<,4>途径关键酶活性高于C<,3>植物花棒.这显示了相同环境条件下C<,4>植物在光合碳同化效率上的优势.4.DGW对梭梭和花棒C<,4>途径关键酶的影响不同.梭梭在水分条件相对好和根生长不受限制的情况下,C<,4>途径关键酶的活性高,光合碳同化效率高;花棒则随着地下水位的降低C<,4>途径关键酶的活性升高,碳同化效率提高.结果表明,C<,4>植物梭梭随着水分胁迫的加剧制约了光合潜能的发挥;C<,3>植物花棒在水分梯度下不仅出现C<,4>途径,而且随水分胁迫的加剧,C<,4>途径的表达程度提高,碳同化效率提高.这是对荒漠地下水位降低、强光和高温环境的适应结果.
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