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五叶地锦抗逆机制的研究



全 文 :林 业 科 技 情 报 2014 Vol. 46 No. 1
五叶地锦抗逆机制的研究
王梓贞
(黑龙江省合江林业科学研究所)
[摘 要] 五叶地锦具有生态适应性强,生长发育快速,抗逆能力突出等特点,是理想的抗逆修复植物。本文结合低温胁迫、
盐胁迫、施水量对五叶地锦生理指标的影响,从三个方面阐述了国内五叶地锦逆境生理学研究的现状,以期为五叶地锦在逆
境环境中的应用提供理论依据。
[关键词] 五叶地锦;抗逆能力;低温胁迫;盐胁迫;施水量;理论依据;研究进展
The Research On The Resistance Mechanism For Parthenocissus Quinquefolia
Wang Zizhen
(Hejiang Forestry Scientific Institute Of Heilongjiang)
Abstract:Parthenocissus quinquefolia has the characteristics of strong adaptability、rapid growth and strong resili-
ence and is the perfect resistance retrieval vegetation. The particle discusses the current situation of the stress phys-
iology for national Parthenocissus quinquefolia based on low temperature stress、salt stress and the effect of water
supply to Physiological index of the parthenocissus quinquefolia to provide theoretical principle for the application of
Parthenocissus quinquefolia into the environmental stress.
Key words:Parthenocissus quinquefolial;resistance against disadvantage;low temperature stress;salt stress;wa-
ter supply;theoretical principle;research development
五叶地锦 (Parthenocissus quinquefolia)俗称爬
山虎、美国地锦,为葡萄科 (Vitaceae)地锦属木
本植物,具有生态适应性强,生长发育快速,观赏
性极佳、抗逆能力突出等特点。既可作为建筑物、
乔木树干、围墙等环境的垂直绿化材料[1],又因
对土壤有较强的适应能力、耐旱、固着性好,在恶
劣环境荒山绿化、防治水土流失、固沙护土方面作
用突出[2]。近些年五叶地锦抗盐、抗寒、抗旱机
理研究成为科研领域的重点之一,本文梳理了国内
近十年来五叶地锦抗逆生理学的最新研究进展,总
结五叶地锦对抗寒、抗旱、抗盐特异的作用机理,
希望为进一步研究五叶地锦的抗逆能力,促进五叶
地锦在逆境环境中的应用提供理论依据。
1 低温胁迫对五叶地锦生理指标的影响
在低温胁迫下,植物可通过降低叶片含水量、
调节膜透性、维持质膜稳定性、积累渗透调节物
质、降低胞间结冰温度等多种代谢功能来适应低温
胁迫。五叶地锦的抗冻害响应机理是其在高寒地区
适应性生长的关键,在低温胁迫下五叶地锦通过何
种代谢功能来适应低温环境是相关研究的热点。目
前国内比较一致的观点是五叶地锦在低温胁迫下体
内蛋白质的含量提高和特异蛋白的产生,是五叶地
锦抵御低温、抗寒防冻的主要原因。
2004 年孙立芹对五叶地锦低温胁迫生理响应
的临界温度研究表明,五叶地锦在低温胁迫下能产
生防卫能力,从而降低冻害伤害,逐渐对低温环境
产生适应性,同时在低温胁迫下细胞保护酶、丙二
醛、糖和蛋白质的含量提高是五叶地锦具有较强抗
寒力的重要原因。
2011 年孙立芹又对五叶地锦两年生扦插幼苗
进行了低温胁迫试验,结果表明: - 2. 63914℃是
五叶地锦叶片发生冻害的临界温度。温度 0℃降到
- 5℃过程中,五叶地锦的电解质渗出率、可溶性
蛋白、超氧化物歧化酶、丙二醛、脯氨酸、可溶性
糖等含量发生显著变化,从而验证了五叶地锦体内
化学物质含量变化是减轻冻害造成损伤的关键,五
叶地锦的电解质渗出率、可溶性蛋白、超氧化物歧
化酶、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖等含量发生显著
变化后,从而增强五叶地锦的抗御低温能力[3]。
2 盐胁迫对五叶地锦生理指标的影响
土壤盐渍化是世界性的资源与环境问题,目前
比较流行的方式是用生物学措施来改良土壤盐碱
性,主要方式是通过种植耐盐碱植物的方法来治
理、改善盐碱地区生态环境。五叶地锦作为一种对
盐碱环境具有较高耐受能力的修复植物,在我国北
方盐渍化比较严重的地区具有较重要的现实意义和
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应用价值,由于五叶地锦较高的耐盐碱性,近年来
国内广泛开展五叶地锦在盐胁迫下作用机理的
研究。
盐渍条件下,植物都要受到渗透胁迫的伤害,
通过渗透调节减轻或避免伤害。一般情况下植物通
过在细胞液泡中积累无机离子或合成有机溶质等方
式进行渗透调节[4]可有效降低盐胁迫对植物的生
长发育的影响。2004年刘会超等采用不同浓度 NaCl
处理五叶地锦幼苗,结果表明:小于 50mmol·L -1
的 NaCl处理浓度,五叶地锦生长及生理特性没有
明显影响;等于或大于 100mmol·L -1的 NaCl处理
浓度,五叶地锦生长有明显抑制,与生长发育有关
的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等生理指标值显
著降低,膜透性、MDA 含量明显增高。刘会超等
认为,100mmol·L -1 NaCl 浓度是五叶地锦盐胁迫
伤害阈值。在 100mmol·L -1 NaCl 浓度胁迫下五叶
地锦叶片中可溶性糖、脯氨酸以及钾、钙、钠等元
素含量增高。
2009 年王成林等对五叶地锦在盐胁迫下的抗
性机理做了全面研究,他认为随着盐胁迫强度增
加,五叶地锦生长量并未受影响,但光合作用强度
受到明显抑制,在低盐胁迫下五叶地锦光合速率下
降的主要原因是气孔限制,而在高盐胁下非气孔限
制逐渐成为主要限制因素,同时在盐碱胁迫下,五
叶地锦脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均增
加,这些有机渗透调节剂在渗透调节中发挥重要作
用。并且在一定浓度的盐碱胁迫下,五叶地锦能通
过自身抗氧化系统清除体内氧化物。
2009 年徐静采用盆栽法,对盐碱胁迫下五叶
地锦的渗透调节作用进行了系统研究,结果表明低
盐胁迫下,五叶地锦质膜完整较好,随盐胁迫的增
加,质膜透性也随之增加,在中、高盐处理下叶片
MDA含量随盐胁迫时间的延长而逐渐积累,质膜
完整性也随盐胁迫的增加遭到破坏。
3 施水量对五叶地锦生长发育的影响
五叶地锦生理结构具有根茎发达,叶片角质层
厚,在旱境下具有较强适应性的特点。对裸露环境
覆盖、荒漠化土地恢复、水土保持、城市绿化等具
有巨大的开发利用潜力,长期以来人们对五叶地锦
的抗旱能力有很高的评价,2011 年王玉涛通过石
蜡切片和指甲油印迹法对小叶扶芳藤、金银花、紫
藤、美国凌霄、五叶地锦、南蛇藤、山荞麦等 7 种
绿化植物叶片的解剖结构和气孔特征进行研究。根
据研究结果将五叶地锦抗旱能力评为第 3 等级,抗
旱能力居中。
2006 年孟东立采取盆栽称质量法研究了五叶
地锦在不同灌溉量处理下的生长发育状况,结果表
明,五叶地锦在充足灌溉下单株耗水量 30 ~ 40kg,
生长季用水量较小,适合相对干旱环境栽培。随着
灌溉量减少,五叶地锦单叶面积、茎长、覆盖度、
地上部干质量、根干质量等显著降低。研究表明五
叶地锦可以耐受 75%Mc的节水灌溉水平[5]。
2007 年寇祥明以五叶地锦为实验材料,
150mm、250mm、350mm、450mm共 4 种施水量处
理,最后认为 150mm 施水量下五叶地锦体内脯氨
酸含量、过氧化物酶活性、可溶性糖含量、可溶性
蛋白含量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量过高,与
250mm、350mm、450mm 施水幼苗在参数差异显
著,说明五叶地锦幼苗在 150mm 施水量条件下已
经受到严重的水分胁迫。
2009 年康雯以五叶地锦幼苗为实验材料,分
析失水状态下五叶地锦幼苗生理生化指标变化。研
究表明:水分胁迫对五叶地锦幼苗的几个生理指标
变化有显著影响,随着干旱胁迫时间的逐渐延长,
叶片水分饱和亏缺逐渐增大,质膜相对透性逐渐增
大,MDA浓度增加、脯氨酸质量分数、可溶性蛋
白质量分数逐渐升高,随着干旱胁迫程度的增强,
超氧化物歧化酶的活性呈现先升高后下降的趋
势[6],从而判断五叶地锦的抗旱能力较高时是超
氧化物歧化酶的活性升高到最大值的时候。
4 结论
五叶地锦做为我国广泛栽植优秀的城市垂直绿
化树种,具有很强的适应性和抗逆性。通过近些年
的相关研究表明五叶地锦对北方地区高旱、高寒、
盐渍化土壤条件和气候环境有较强的适应能力,从
而提倡推广栽培利用,五叶地锦的大面积栽培利
用,将对改善北方地区城市绿化现状具有十分重要
的现实意义。
本文通过对国内五叶地锦在逆境胁迫下生理指
标的变化和生长发育适应性及适生范围的最新研究
进展的概括,揭示五叶地锦逆境胁迫下的生长状况
和生理生化变化规律,阐述五叶地锦在逆境胁迫下
的生理响应,以及在逆境的发育条件。希望为五叶
地锦在北方高寒、高旱、盐碱地区园林绿化中的应
用提供理论依据,并通过本文为五叶地锦逆境生理
学的研究提供条件和基础。
参考文献
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生理生化指标的影响 [J]. 东北林业大学学
报,2009,06:13 - 15.
来稿日期:2013 - 12 - 10
海林市地方国有林区纳入国家天然林保护工程的思考
高 升
(黑龙江省海林市林业局)
[摘 要] 介绍了海林市地方国有林区的基本情况,分析了国有林场面临的困难和存在的问题,阐述了地方国有林区纳入国
家天然林保护工程的重要意义,并提出了相关建议。
[关键词] 海林市;地方国有林区;国家天然林保护工程
Thought On The Adoption Of Local State -Owned Forest Areas Into
The State Natural Forest Protection Program In Hailin
Gao Sheng
(Hailin Forestry Bureau)
Abstract:The particle introduces the basic information of local state - owned forest area and analyzes the difficulty
and problems existing in the state - owned forest farm. Besides,it also discusses the significance of the adoption of
local state - owned forest areas into the state natural forest protection program in Hailin and comes up with some
suggestions.
Key words:Hailin;local state - owned forest areas;state natural forest protection program
1 基本情况
1. 1 森林资源状况
海林市地方国有林区包括六个国有林场及一个
中心苗圃,经营总面积42 050hm2,森林覆盖率为
73. 7%。其中有林地面积30 987hm2,森林总蓄积
量 197. 3 万立方米。有林地按起源统计,天然林面
积15 383hm2、蓄积量 89. 96 万立方米,分别占有
林地面积、蓄积的 49. 6%和 45. 6%;人工林面积
15 604hm2、蓄积量 107. 34 万立方米,分别占有林
地面积、蓄积的 50. 4%和 54. 4%。
1. 2 区划界定和生态补偿情况
全市国有林场林业用地面积41 572hm2,区划
界定生态林30 626hm2,占林业用地的 73. 7%。其
中,界定重点公益林11 244hm2,占林业用地的
27%;界定一般公益林19 382hm2,占林业用地的
46. 6%;区划界定商品林10 946hm2,占林业用地
的 26. 3%。
自 2010 年 1 月起,全市扩范纳入中央级森林
生态效益补偿基金制度的国家重点公益林面积
11 244hm2,年补偿资金 67. 54 万元,管护总人数
55 人,其中管护责任人 53 人,直接管理人 2 人。
生态区位:分布在江河两岸 (松花江一级支流牡
丹江),二级林种全部为水源涵养林,权属全部为
国有,地类为有林地[1 - 6]。
2 国有林场经济面临的困难和存在的主要问题
2. 1 森林生态功能减弱,水土流失严重
全市地方国有林区多分布于浅山区,森林质量
较差,加上近年来以木材生产为主要经济收入,可
采森林资源越来越少,后续森林资源培育不足,形
成了质差、量少、品种单一的单层森林资源结构。
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