干旱脅迫對甘草幼苗光合特性及根系吸水的影響

常樂樂，范子晗，梁昊楓，李 哲，張歲岐，李玉萍

（1.西北農林科技大學黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室, 陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學資源環境學院,陜西 楊凌 712100；3.廣東省應用植物學重點實驗室 / 中國科學院華南植物園，廣東 廣州 510650）

干旱嚴重限制農牧業生產并極大地影響著野生植被的生存發展，是最具破壞性的非生物脅迫之一，影響作物生長、品質形成并最終影響產量，同時還會引發一系列環境問題如草原退化、土地荒漠化、水土流失等[1-3]。葉片光合作用是調節植物生長發育最重要的代謝過程，但對環境脅迫非常敏感，尤其是干旱脅迫[4]。干旱條件導致的植物氣孔調節能力降低、必需酶和光合色素的合成減少和活性改變、腺苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)合成受損和光合機構的破壞是降低光合作用的關鍵因素[5]。氣孔關閉通常是對干旱脅迫的第一反應，植物通過氣孔來調節光合作用的CO2吸收和蒸騰作用的水分損失[6]。在輕度至中度干旱脅迫下，氣孔關閉降低了光合速率導致能量過剩，加強活性氧(reactive oxygen species, ROS)的積累和膜脂質過氧化程度對光系統Ⅱ(PSⅡ)功能造成嚴重損害[7]。關于干旱脅迫對PSⅡ活性的影響，有相互矛盾的報道，一些研究認為PSⅡ損傷只發生在嚴重干旱脅迫條件下。他們提出PSⅡ活性的下調、光合電子傳遞速率ETR 的下降甚至PSⅡ的光抑制都是應對干旱脅迫的潛在保護機制[8]。因此，評估光合系統的功能有助于預測作物抵御干旱脅迫的能力。植物進行光合作用的同時伴隨著水分蒸散，維持植物體內水分的平衡需要根系和/或冠層感受到環境刺激并通過兩者間信號的傳遞啟動整體性的行為才能完成[9-10]。……