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长期驯化环境下丁香属植物的光合生理生态学研究

崔洪霞

  本研究是在丁香属植物半个世纪的丰富引种基础上,采用光合生理的实验手段探讨该属重要物种长期驯化中的环境响应机制。在迁地条件下,与广布种华北紫丁香相比,濒危种羽叶丁香有较低的光需求,在中等光强下净光合速率显著低于广布种; 气孔限制值较大,对光合作用的调节较弱; 蒸腾作用亦较弱,导致中午叶温较高造成叶片伤害。功能叶片的净光合速率在8:00光强及气温较低时已达峰值,叶片生长历时短暂并于初夏前结束,长此以往可能影响光合产物积累。可见羽叶丁香以“逃避”的方式适应迁入地生长季节环境胁迫。为了探究羽叶丁香在引种地“逃避”策略的环境驱动因子,我们分别选取种植在园内全光照曝晒和60%遮荫、生物量差异极为显著,而其它条件相同的羽叶丁香开展实验。尽管曝晒单株比遮荫单株有着显著低下的生物量,但最大量子效率及叶绿素a/b的结果都表明曝晒并未对其PSⅡ及LHCⅡ造成损伤。遮荫单株也已经由高叶绿素含量表现出对低光环境的适应。可见,其光适应机制已经存在,而引种地生长季节的高温可能是羽叶丁香生长中要回避的主要因子。为了进一步证实这个推断,并希望了解羽叶丁香在原产地的环境响应状况和致濒的生理原因,我们在其原产地贺兰山对该种进行了调查和试验。调查发现在贺兰山羽叶丁香分布在海拔1700m、西北坡向、近谷底处。由于坡度较缓,晴朗天气光照时数达8h,叶片厚重,净光合速率极显著地高于引种地; 最大量子效率表明中午的强光并未带来严重光抑制,且小幅度的光抑制在次日清晨可完全恢复,并且有较高的实际量子效率。故在原产地强光仍旧不是其生长的限制因子; 其极高的光合速率及高效的实际量子效率是对冷凉强光条件的特殊适应,说明羽叶丁香具有喜冷凉不惧光的固有特点,而冷凉条件于高温炎热的引种地不能得到满足时,便放弃了对光的要求而在遮荫的生境中适应下来。因此引种地的高温应该是其要“逃避”的重要因子。同时表明较强的光合能力及强光的适应特征不会使羽叶丁香在原产地成为濒危物种。为了搞清羽叶丁香的濒危原因,我们将原产地野外分布状况连同两地水分利用效率棕合分析发现:在水分保证适当的植物园栽培条件下,即使是曝晒的植株……   
[关键词]:丁香属;驯化;光合生理生态;濒危种;演化;盐胁迫
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(植物研究所)2005年