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闽楠和木荷非结构性碳水化合物对不同模式热浪的差异性响应

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植物体内非结构性碳水化合物(NSC)存储和调节机制反映了植物生长和代谢过程对环境变化的响应程度.全球气候变暖背景下,极端气候事件热浪的发生频率增加,势必会影响植物的碳收支和分配过程.然而目前热浪频率及间隔时间差异形成的复杂模式对植物不同器官之间的NSC分配及调节机制的影响尚不清楚.为了更好地阐明极端气候事件下植物器官水平的碳收支平衡机制,该研究以亚热带主要阔叶树种闽楠(Phoebe bournei)和木荷(Schima superba)苗木为研究对象,设置对照和不同频率及不同间隔时间的5个热浪处理,分别为无热浪(CK)、单次热浪(HW)、短间隔反复热浪(两次热浪间隔7天,2HW7)、中间隔反复热浪(两次热浪间隔30天,2HW30)、长间隔反复热浪(两次热浪间隔45天,2HW45).测定分析不同树种各器官(茎、叶、根)NSC含量和生物量变化及其分配对不同热浪模式的响应,揭示复杂极端气候事件对植物生长的影响及不同植物的响应差异.结果表明反复热浪2HW7显著增加了闽楠茎可溶性糖含量,但对其根、叶可溶性糖及NSC含量无显著影响;然而2HW7显著增加了木荷茎、根淀粉含量,对可溶性糖和NSC含量无显著影响,表明了热浪胁迫下不同阔叶树种NSC分配和调节存在物种和器官差异性.2HW30和2HW45处理下闽楠茎NSC含量显著低于2HW7,2HW30和2HW45处理下木荷茎、根淀粉含量也显著低于2HW7,与CK无显著差异,表明了反复热浪存在累加效应,且累加效应与反复热浪间隔时间相关.闽楠各器官生物量在2HW7处理组显著增加,但木荷茎、根生物量在不同热浪模式处理下无显著差异,表明闽楠增加NSC存储供给植物各器官生长发育以抵御热浪胁迫,而木荷可能将光合产物以淀粉的形式储存在叶中缓解热浪对叶片光合系统的影响.研究结果表明不同间隔时间及频率的热浪对植物产生累加效应,而植物NSC对热浪胁迫的调节能力与累加效应有关.
Divergent responses of non-structural carbohydrates in Phoebe bournei and Schima superba to different heat wave patterns

余海霞、曲鲁平、汤行昊、刘南、张子雷、王浩、王艺璇、邵长亮、董刚、胡亚林

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福建农林大学林学院,福州350002

福建省林业科学研究院,福州350012

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081

山西大学生命科学学院,太原030006

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热浪 累加效应 极端气候 非结构性碳水化合物 碳平衡

国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金福建省种业创新与产业化工程项目国家重点研发计划

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2023

10.17521/cjpe.2022.0167

植物生态学报
中国科学院植物研究所　中国植物学会

植物生态学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.162
ISSN：1005-264X
年,卷(期)：2023.47(2)
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