摘要
干旱、土壤盐渍化和极端高温等已成为世界性难题，对植物生长、农业生产力和粮食安全产生巨大的影响。霸王(Zygophyllum xanthoxylum)是我国西北和中亚荒漠区广为分布的多浆旱生植物，其对极度干旱、高温等极端环境有很强的适应性，并在形态结构方面演化出了特殊的适应机制，包括发达的角质层、蜡被及贮水组织，且气孔大而数量少。叶片气孔和角质层蜡质作为植物与外界环境相接触的第一临界面，对保持植物体内外水分平衡、抵抗非生物胁迫具有重要的作用。本实验室的前期研究发现，在盐或干旱处理下霸王叶表皮会积累大量的蜡质、特别是是C31烷烃，从而增强表皮疏水性，减少非气孔性水分散失。那么，气孔作为水分散失的另一途径，其在霸王响应盐和干旱胁迫中是如何发挥作用的？另外，高温是霸王生境中不可避免的环境因子之一，在高温和干热胁迫下霸王叶表皮蜡质和气孔又是如何响应的？鉴于此，本实验从气孔性和非气孔性水分散失两个方面着手，通过对相关光合参数、气孔指标、蜡质含量及组分等测定，以揭示霸王抗逆的生理机理，取得以下主要结果： 1.在适当盐(50 mmol/L NaCl)处理下，叶片净光合速率的日变化呈先升高后基本维持稳定的趋势，且午后随时间的延长显著高于对照，而气孔导度、蒸腾速率始终显著低于对照；干旱(30%FWC)处理下叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的日变化呈逐渐升高的趋势，且干旱处理下上述各指标午后均显著低于对照。 2.霸王叶片碳稳定同位素组成(δ13C)的变化范围在-36.43‰~-36.17‰，表明霸王是一种典型的C3植物。在盐或干旱处理下，其叶片的δ13C值较对照显著增大，表明霸王能够通过提高长期的水分利用效率从而适应逆境。 3.盐、干旱、干旱+高温(30%FWC+6h/d40℃)处理下，霸王叶片气孔长、宽、周长、面积和开度均呈低于对照的趋势；而气孔密度及气孔指数呈高于对照的趋势。高温(6h/d40℃)处理下霸王叶片气孔长、宽、周长、面积、开度、密度、潜在气孔导度指数及气孔指数与对照相比显著增加。 4.高温处理下，霸王叶片水分散失率和叶绿素浸出率呈高于对照的趋势。此外，高温处理下霸王叶片角质层蜡质含量降低44%，其中烷烃、初级醇和醛三种组分的含量分别降低32%、96%、65%。在烷烃中，C31烷烃含量与对照比降低32%，但其相对丰度无显著变化。 5.干旱+高温处理下，霸王叶片相对含水量显著下降，叶片失水率与叶绿素浸出率呈低于对照的趋势。此外，干旱+高温处理后霸王叶片角质层蜡质总含量增加33%，其中烷烃、初级醇和醛三种组分的含量分别增加62%、27%、49%，而三萜类含量没有显著变化。在烷烃中，C31烷烃含量与对照比增加44%，但其相对丰度无显著变化。
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