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随着全球气候变暖和温室效应加剧，干旱和荒漠化成为威胁人类生存和发展的主要灾害，许多被子植物对干旱胁迫的生理、生态和生化响应已逐步得以报道，但很少有开展干旱胁迫对雌雄异株植物的影响方面的研究。由于这类植物在长期进化过程中已经在生长、性比、生殖格局、空间分布、资源配置和生物量分配等方面形成了明显的性别差异，因此，干旱胁迫必将对其雌雄植株产生不同的生理生态影响。本研究以青杨为模式植物，采用植物生态、生理及生物化学等研究方法，系统研究青杨雌雄植株在常温、增温以及喷施外源脱落酸的条件下对干旱胁迫的响应，揭示其在生长形态、生物量分配、光合作用、用水效率和生理生化等方面的性别间差异。主要研究结果如下：
1.青杨雌雄植株对干旱胁迫的综合响应。
与较好水分条件相比，干旱胁迫显著降低了青杨雌雄植株的光合作用和生长发育，影响了许多生理生化过程，并导致雌雄植株在生长发育、气体交换、用水效率、膜脂抗氧化和抗氧化系统酶活性方面表现出显著的性别间差异。在较好水分条件下，雌雄植株之间在株高、基径、生物量、净光合速率、蒸腾速率、用水效率以及丙二醛、脱落酸和游离脯氨酸等生化物质含量方面均无显著差异。但在干旱胁迫下，雄株在生长发育、气体交换、水分利用效率、膜脂过氧化保护和抗氧化系统酶活性方面均显著高于雌株，表现出比雌株更高的株高、基径、叶面积、总叶片数、总生物量、总色素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率、蒸腾速率、羧化效率、光系统II最大光化学效率、内在水分利用效率、碳同位素组分、过氧化氢酶和过氧化物酶活性等，而在CO2补偿点、比叶面积、叶绿素a/b、丙二醛、脱落酸和超氧化物歧化酶活性等指标上显著低于雌株。与雌株相比，雄株表现出更高的干旱胁迫适应能力，而雌株的生长发育和生理生化过程更易遭受干旱胁迫的影响。
2.干旱胁迫下的青杨雌雄植株对增温处理的综合响应
与环境温度相比，增温在干旱胁迫前后均显著促进了雌雄植株的生长发育、气体交换，降低水分利用效率，影响生化物质含量，并促使青杨雌雄植株之间在干旱胁迫下表现出显著的差异。在较好水分条件下，增温导致雌株的株高、基径、叶面积、总叶片数、总生物量和超氧化物歧化酶活性显著高于雄株，而用水效率、丙二醛、脱落酸和游离脯氨酸、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化物酶活性低于雄株。在干旱胁迫下，增温将导致雄株的株高、基径、叶面积、总生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、总色素含量、相对含水量、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性等显著高于雌株，而光系统II最大光化学效率、内在水分利用效率、碳同位素组分、丙二醛、脱落酸、游离脯氨酸和超氧化物歧化酶活性显著低于雌株。与雄株相比，水分较好条件下的增温有利于促进雌株的生长发育，并在生理生态特征上优于雄株。而干旱胁迫下的增温则加剧了水分胁迫强度，致使雌株的生长发育遭受比雄株更多的负面影响。
3.干旱胁迫下的青杨雌雄植株对喷施外源脱落酸处理的综合响应
与对照相比，在干旱胁迫下喷施外源脱落酸可显著增加青杨雌雄植株的生长发育、气体交换、降低水分利用效率，影响了生化物质含量，并导致青杨雌雄植株之间在干旱胁迫下表现出显著的生理生态差异。在干旱胁迫下，喷施外源脱落酸致使雌株的株高、叶面积、叶干重、细根干重、总生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光系统II最大光化学效率、非光化学淬灭系数、相对含水量、总光合色素、类胡萝卜素、脱落酸、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的增加量显著高于雄株，而根重比、根冠比、细根/总根、比叶面积、内在水分利用效率、碳同位素组分、丙二醛、脯氨酸、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性等指标的减少量上显著低于雄株。与对照相比，干旱胁迫下的喷施外源脱落酸则一定程度能减缓植株遭受胁迫的压力，促进植株生长和气体交换，减少了植株体内的过剩自由基数量，并促使雌株的生长发育和光合能力显著提高，增强其抗干旱胁迫能力。