干旱脅迫對2種光合類型C4 荒漠植物葉片光合特征酶和抗氧化酶活性的影響

聞志彬，張明理，2＊

（1中國科學院新疆生態與地理研究所中國科學院干旱區生物地理與生物資源重點實驗室，烏魯木齊830011；2中國科學院植物研究所，北京100093）

C4植物在葉肉細胞中由磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）催化羧化反應形成C4二羧酸，進入維管束鞘細胞中脫羧，釋放的CO2通過卡爾文循環被再固定；根據維管束鞘細胞中C4酸脫羧機理不同，C4植 物 分 為3 種 類 型，NADP 蘋 果 酸 酶（NADPME）型、NAD 蘋果酸酶（NAD－ME）型和PEP 羧激酶（PEPCK）型［1］。與C3植 物 相 比，C4植 物 在 高溫、強光和低水分條件下能保持高的光合速率［2－3］，因此C4植物往往能夠生存在更為嚴酷的高溫干旱地區［4－5］。

干旱缺水是中國西北干旱地區尤為突出的生態特征［6］，也是影響植物生長發育和限制植物分布的最重要的因素之一［7－8］，這主要是因為干旱脅迫引起了植物活性氧產生和清除的失衡，以及植物各種代謝過程如光合作用的紊亂。荒漠植物由于長期生存在干旱環境，形成了一套抗氧化系統來保護其免受氧化損傷［9］。超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）是植物體內重要的活性氧的酶促清除系統。雖然許多研究已證實SODPOD－CAT 系統起到了防御氧化脅迫，保護植物細胞的作用［10－12］，脅迫處理下植物生理抗逆性與植物抗氧化酶活力密切相關［14］。但是，Cavalcanti等［13］研究表明豇豆在鹽脅迫下這3種酶并沒有在氧化脅迫中起到保護作用；周瑞蓮等研究表明沙米、歐亞旋覆花、蘆葦屬于無需抗氧化酶保護的沙生植物抗逆類型，在脅迫條件下抗氧化酶系統耐受力差而活力下降，但它們通過其他途徑來抵御逆境脅迫，如沙米、歐亞旋覆花在干旱到來時快速完成生活史［14］；……