(录用定稿)网络首发时间:2019-05-17 09:50:20

全球气候变化背景下,极端干旱和持续干旱频发,给中纬度地区的生态系统带来了巨大的影响。为揭示干旱胁迫对植物叶片氮含量、光合速率以及非结构性碳水化合物代谢的影响机制,采用盆栽试验,分析2年龄刺槐幼苗(Robinia pseudoacacia L.)叶生物量、氮含量、净光合速率和非结构性碳水化合物(NSC)及组分对不同干旱梯度的响应。试验包括极度干旱(Extreme drought,ED)、中度干旱(Moderate drought,MD)和对照组3个处理,其盆钵土壤相对含水量分别为田间持水量的10%、30%和70%。结果表明,在控水后0-30 d期间,ED和MD下槐树幼苗的叶片生物量和光合速率均持续下降,而对照的净光合速率保持平稳,生物量逐渐增多;总非结构性碳水化合物(Total nonstructural carbohydrates,TNSC)、可溶性糖(Soluble sugars,SS)和可溶性糖与淀粉含量的比值(RSS)变化规律类似,即在ED和MD处理下均呈现先增后减的趋势,而在对照条件下均保持平稳。叶片淀粉含量与光合速率和生物量干重的变化规律类似。ED使叶片氮含量(LN)下降,MD处理下LN呈现升高趋势,而在对照处理下LN呈现平稳趋势。叶片TNSC、SS及可溶性糖和淀粉含量的比值(RSS)均与土壤含水量呈显著负相关(P<0.01),而叶淀粉含量、净光合速率和生物量与土壤含水量呈正相关(P<0.01)。短期干旱对刺槐幼苗叶片TNSC、SS、淀粉、净光合速率和生物量有显著影响(P<0.01)。因此,刺槐幼苗可能通过将叶片内临时存储的少量淀粉转化成其直接利用的可溶性糖的方式以维持其正常的新陈代谢等生命活动,以抵抗短期内的中度和极端干旱事件。

国家重点研发计划项目(2016YFC0500203,2016YFC0501804); 国家“千人计划”项目; 加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)发现基金; 国家自然科学基金(41571081,41601098); 西北农林科技大学林学院青年教师优秀计划项目(Z111021603)资助;

干旱胁迫; 刺槐; 幼苗; 叶片氮含量; 光合速率; 非结构性碳水化合物(NSC);

10.19675/j.cnki.1006-687x.2019.03011

S792.27

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