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极端干旱环境下植物体内多酚类物质含量及其对逆境的响应研究

刘松

   植物多酚是植物体内重要的次生代谢物,是唯一的分子防御物质,具有重要的生态作用。 极端环境下,植物通常通过形态变化、生理调节、遗传变异和次生代谢物质等抵御极端环境的胁迫,关于形态、生理和遗传方面的研究比较深入,但是对于植物通过次生代谢物质在分子水平上的生态防御机制研究还不多,而恰恰是这些次生物质构成植物防御极端环境的分子基础,本论文正是从次生代谢物质角度,以植物多酚为代表,进行了极端干旱环境下植物体内多酚类物质含量及其对逆境的响应研究。 论文通过对多酚的提取、多酚的定量测定、不同建群种植物体内多酚的分布、不同建群种植物中多酚的变化情况比较、柽柳中鞣质的类型分析、柽柳中多酚含量和土壤水分含量的相互关系等内容进行研究,探讨了极端干旱环境下植物体内多酚类物质含量及其对逆境的响应。 研究结果表明:1.胡杨和柽柳中多酚和黄酮类物质在树皮中的含量大于在叶中的含量,在枝内含量最少。2.胡杨的树枝和树皮、柽柳枝和芦苇杆中,4月份多酚和黄酮类物质的含量都比7月份高,小叶锦鸡儿4月花期过后,多酚含量明显低于7月份的多酚含量。3.柽柳中含有邻二酚羟基的黄酮类化合物,可能含有缩合鞣质和水解鞣质,且柽柳中原花青素基本结构单元主要含有原翠雀定花色素,其顺式异构体比例小于70%。这种原花色素是直键型聚合物,单元间连接键不稳定而容易断裂,并且A环的化学活泼性很高,这种结构有助于增强植物的抗氧化能力。4.柽柳中总酚含量与土壤水分含量呈负相关的关系;单宁含量与土壤水分含量呈负相关的关系:缩合单宁含量与土壤水分含量呈正相关的关系。土壤含水率降低时,植物多酚含量增大,有助于降低植物细胞内的水势,阻止细胞内水份的流失,防止细胞失水;同时多酚和糖类物质可以复合,有助于细胞弹性提高,防止细胞失水时造成的机械损伤,从而增强植物的抗旱性;而在总酚含量增加的同时,缩合单宁含量减少,在一定程度上说明植物体内水解单宁含量增大,而水解单宁形成的同时会伴随有水分子的释放,将有助于植物体的抗旱性能的提高。 本论文的实验数据在一定程度上给出了植物多酚含量和植物抗性之间的相互关系,为从次生代谢物角度探讨极端环境下植物的生命活动规律做了部分基础工作,揭示了极端干旱环境下植物体内多酚类物质含量及其对逆境的响应,这将对植物体内多酚类物质在极端干旱环境下生态防御机制的研究产生有益的补充作用。 本论文的创新点在于: 1.通过不同水分环境下柽柳样品的采集和分析,得出柽柳中总酚含量和土壤含水率成反比的结论。 2.基于总酚含量、单宁含量与土壤水分含量呈负相关的关系;而缩合单宁含量与土壤水分含量呈正相关的关系的分析结果,提出水解单宁含量与土壤水分含量应该呈负相关的关系。这一推断从水解单宁形成的化学过程分析,将有助于植物抗旱性能的提高。……   
[关键词]:干旱;植物多酚;环境胁迫;响应;统计分析
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:北京林业大学2007年