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新疆生地所在植物衰老机理研究上获进展—以策勒绿洲骆驼刺的环割实验为例

时间:2016-03-29

  策勒绿洲位于塔克拉玛干沙漠南部的边缘,由于气候极端干旱,策勒绿洲的生态环境非常脆弱。骆驼刺(Alhagi sparsifolia)是策勒绿洲外围沙漠-绿洲过渡带广泛分布的植物种,在防止风沙对绿洲环境的侵蚀中具有重要作用。同时,骆驼刺也是策勒绿洲家畜越冬的主要储备饲料,在环境保护和农牧业生产中具有双重的作用。 

  当前,随着全球气候的变化,新疆的环境正经历着从更低的温度向更高的温度、从干旱向较为潮湿的方向变化。气候的变化可能影响植物生长的许多方面。例如,温度和湿度的变化会直接导致植物衰老过程的变化。此外,降雨增加总是伴随着动物和微生物的频繁活动。这些变化导致了植物韧皮部的机械损伤风险的增加。 

  植物的韧皮部是糖的运输通道,韧皮部汁液含有大量的糖和其他养分,对动物和微生物活动非常重要。作为植物生长和生命周期过程中的一个重要阶段, 衰老对植物有着极端的影响。在全球气候变化背景下,植物衰老的过程变得非常复杂。骆驼刺衰老过程的变化及其带来的后果可能会对策勒绿洲的生态环境和农业经济结构变化产生一定的影响。 

  衰老是植物器官和组织发展的最后阶段是一个严格受到基因调控的生物过程为了研究骆驼刺韧皮部损伤后叶片的衰老过程,我们在骆驼刺生长的晚期,当骆驼刺进入自然衰老的阶段建立了韧皮部的环割试验。对骆驼刺的环割,增加了骆驼刺叶片碳水化合物的含量,在此基础上研究了碳水化合物诱导下叶片的衰老过程。 

  研究结果表明,在半环割和全环割处理中,由于筛管的损坏,叶片有机物质无法对外输送,导致叶片中的碳水化合物含量持续增高。环割极大地加速了植物的衰老。环割枝条的叶片,叶绿素 a, b、类胡萝卜素以及它们的比值显著下降。同时,碳水化合物含量的增高导致光系统II供体侧放氧复合体的损伤和中心受体侧电子传输和光化学效率的降低。尽管植物衰老的产生和发展未必是高含量的碳水化合物引发的,因为即使是碳水化合物浓度的减少无法阻止植物衰老的过程。然而,植物体内高含量的碳水化合物确实可以诱导植物的衰老,这种诱导的衰老类似一种病理过程,包含了植物生理功能的退化。 

  该项研究为进一步研究植物的衰老机理提供了有益的试验探索和数据积累。 

骆驼刺

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