全 文 ：
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摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 18 期摇 摇 2011 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放特征 吴摇 琴,胡启武,曹广民,等 (5107)………………………………………
开垦对绿洲农田碳氮累积及其与作物产量关系的影响 黄彩变,曾凡江,雷加强,等 (5113)……………………
施氮对几种草地植物生物量及其分配的影响 祁摇 瑜,黄永梅,王摇 艳,等 (5121)………………………………
浙江天台山甜槠种群遗传结构的空间自相关分析 祁彩虹,金则新,李钧敏 (5130)……………………………
大兴安岭林区不同植被对冻土地温的影响 常晓丽,金会军,于少鹏,等 (5138)…………………………………
樟子松树轮不同组分的稳定碳同位素分析 商志远,王摇 建,崔明星,等 (5148)…………………………………
内蒙古不同类型草地叶面积指数遥感估算 柳艺博,居为民,朱高龙,等 (5159)…………………………………
杭州西湖北里湖荷叶枯落物分解及其对水环境的影响 史摇 绮,焦摇 锋,陈摇 莹,等 (5171)……………………
火干扰对小兴安岭落叶松鄄苔草沼泽温室气体排放的影响 于丽丽,牟长城,顾摇 韩,等 (5180)………………
黄河中游连伯滩湿地景观格局变化 郭东罡,上官铁梁,白中科,等 (5192)………………………………………
黄土区次生植被恢复对土壤有机碳官能团的影响 李摇 婷,赵世伟,张摇 扬,等 (5199)…………………………
我国东北土壤有机碳、无机碳含量与土壤理化性质的相关性 祖元刚,李摇 冉,王文杰,等 (5207)……………
黄土旱塬裸地土壤呼吸特征及其影响因子 高会议,郭胜利,刘文兆 (5217)……………………………………
宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性 安韶山,李国辉,陈利顶 (5225)……………………
岩溶山区和石漠化区表土孢粉组合的差异性———以重庆市南川区为例 郝秀东,欧阳绪红,谢世友 (5235)…
夏蜡梅及其主要伴生种叶的灰分含量和热值 金则新,李钧敏,马金娥 (5246)…………………………………
苏柳 172 和垂柳对 Cu2+的吸收特性及有机酸影响 陈彩虹,刘治昆,陈光才,等 (5255)………………………
导入 TaNHX2 基因提高了转基因普那菊苣的耐盐性 张丽君,程林梅,杜建中,等 (5264)………………………
空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质特性的影响 郭彦军,倪摇 郁,郭芸江,等 (5273)……………
黄土高原旱塬区土壤贮水量对冬小麦产量的影响 邓振镛,张摇 强,王摇 强,等 (5281)…………………………
咸阳地区近年苹果林地土壤含水量动态变化 赵景波,周摇 旗,陈宝群,等 (5291)………………………………
苗药大果木姜子挥发油成分变化及其地理分布 张小波,周摇 涛,郭兰萍,等 (5299)……………………………
环境因子对小球藻生长的影响及高产油培养条件的优化 丁彦聪,高摇 群,刘家尧,等 (5307)…………………
不同基质对北草蜥和中国石龙子运动表现的影响 林植华,樊晓丽,雷焕宗,等 (5316)…………………………
安徽沿江浅水湖泊越冬水鸟群落的集团结构 陈锦云,周立志 (5323)……………………………………………
黑胸散白蚁肠道共生锐滴虫目鞭毛虫的多样性分析与原位杂交鉴定 陈摇 文,石摇 玉,彭建新,等 (5332)……
基于熵权的珠江三角洲自然保护区综合评价 张林英,徐颂军 (5341)……………………………………………
专论与综述
中小尺度生态用地规划方法 荣冰凌,李摇 栋,谢映霞 (5351)……………………………………………………
土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展 陈摇 朝,吕昌河,范摇 兰,等 (5358)………………………………
海洋浮游植物与生物碳汇 孙摇 军 (5372)…………………………………………………………………………
多年冻土退化对湿地甲烷排放的影响研究进展 孙晓新,宋长春,王宪伟,等 (5379)……………………………
生源要素有效性及生物因子对湿地土壤碳矿化的影响 张林海,曾从盛,仝摇 川 (5387)………………………
生态网络分析方法研究综述 李中才,徐俊艳,吴昌友,等 (5396)…………………………………………………
研究简报
不同群落中米氏冰草和羊草的年龄结构动态 金晓明,艾摇 琳,刘及东,等 (5406)………………………………
主题分辨率对 NDVI空间格局的影响 黄彩霞,李小梅,沙晋明 (5414)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*314*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄09
封面图说: 在树上嬉戏的大熊猫———大熊猫是中国的国宝,自然分布狭窄,数量极少,世界上仅分布在中国的四川、陕西、甘肃
三省的部分地区,属第四纪冰川孑遗物种,异常珍贵。 被列为中国国家一级重点保护野生动物名录,濒危野生动植
物种国际贸易公约绝对保护的 CITES附录一物种名录。 瞧,够得上“功夫熊猫冶吧。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 18 期
2011 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 18
Sep. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(30800802)
收稿日期:2011鄄05鄄02; 摇 摇 修订日期:2011鄄06鄄27
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: qhgyj@ 126. com
郭彦军,倪郁,郭芸江,韩龙,唐华.空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质特性的影响.生态学报,2011,31(18):5273鄄5280.
Guo Y J, Ni Y,Guo Y J, Han L, Tang H. Effects of air humidity and soil water deficit on characteristics of leaf cuticular waxes in alfalfa (Medicago
staiva) . Acta Ecologica Sinica,2011,31(18):5273鄄5280.
空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶
表皮蜡质特性的影响
郭彦军1,*,倪摇 郁2,郭芸江1,韩摇 龙1,唐摇 华1
(1. 西南大学动物科技学院,重庆摇 400716;2. 西南大学农学与生物科技学院,重庆摇 400716)
摘要:选用 2 个抗旱性不同的紫花苜蓿品种,敖汉(强抗旱)和三得利(弱抗旱),设置空气湿度(45%—55%和 75%—85% )和土
壤水分胁迫(75%和 35%田间持水量)处理,分析紫花苜蓿叶表皮蜡质含量、组分及晶体结构、气体交换参数、水势及脯氨酸含
量的变化规律。 结果表明,单独土壤水分胁迫时,紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构及蜡质总量无显著变化;敖汉蜡质组分中烷类、
酯类含量增加,醇类含量下降;三得利醇类含量下降,烷类、酯类含量变化不显著。 低空气湿度胁迫时,两品种蜡质总量无显著
变化,烷类和酯类含量显著增加,醇类含量显著下降,叶表皮片状蜡质晶体结构熔融呈弥漫性,扩大了对叶表面积的覆盖,其蒸
腾速率显著低于正常湿度。 复合胁迫处理时,叶表皮片状蜡质晶体结构继续呈弥漫性,烷类、酯类、未知蜡质组分含量均高于单
独胁迫处理,醇类含量最低,而蜡质总量除三得利显著高于对照外,其余均无显著差异。 紫花苜蓿叶表皮蜡质各组分含量(除
醇类)及蜡质总量与光合速率呈显著负相关,与蒸腾速率无显著相关关系。 蜡质总量与叶水势呈显著正相关。 总体上,敖汉蜡
质总量显著高于三得利,蜡质组分中烷类物质的增加有助于提高植株的抗旱性。 在复合胁迫下,强抗旱品种主要通过气孔因素
控制水分散失,而弱抗旱品种通过气孔和非气孔因素共同控制植物水分散失。
关键词:紫花苜蓿;表皮蜡质;晶体结构;空气湿度;水分胁迫
Effects of air humidity and soil water deficit on characteristics of leaf cuticular
waxes in alfalfa (Medicago staiva)
GUO Yanjun1,*, NI Yu2,GUO Yunjiang1, HAN Long1, TANG Hua1
1 Faculty of Animal Science and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, China
2 Faculty of Agronomy and Bio鄄Technology, Southwest University, Chongqing 400716, China
Abstract: Leaf cuticular waxes are the outmost of plant surface, protecting plants from disease, ultraviolet radiation,
physical damage, and water loss. The current study aims to explore the mechanism of cuticular waxes in controlling water
loss in response to environmental stresses under different air humidity (RH 45%—55% and 75%—85% ) and soil water
deficit (75% and 35% of soil water capacity) . Two alfalfa (Medicago sativa) cultivars with different drought resistance,
Aohan (high resistance) and Sanditi ( low resistance), were selected as testing materials. A range of parameters, contents,
constituents and crystalloid structure of leaf cuticular waxes, gas exchange indices, leaf water potential and proline content,
were measured to assess the responses to different stresses. Results showed that alfalfa leaf surface was covered with a thick
layer of vertically distributing wax crystalloid platelets with 14%—25% alkanes, 30%—60% alcohols, 8%—13%
terpenes and 16%—29% unknown components. The wax crystalloid structure on leaf surface did not changed under soil
water deficit, but melted and dispersed over leaf surface under low air humidity conditions, resulting in a significant
reduction of water loss due to decreased transpiration rate. Soil water deficit had no effect on the content of total leaf
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cuticular waxes, but significantly increased the contents of alkanes and terpenes, and decreased the contents of alcohols in
Aohan. In contrast, soil water deficit decreased the contents of alcohols, but no effect on the contents of alkanes and
terpenes in Sanditi. Low air humidity increased the contents of alkanes and terpenes and decreased the contents of alcohols
in both cultivars. When two stresses applied together ( low air humidity and soil water deficit), both cultivars had the
highest contents of alkanes, terpenes and unknown wax components, and the lowest content of alcohols. The contents of
total leaf cuticular waxes remained unchanged except for Sanditi where content of total waxes was higher. Correlation
analysis showed that the leaf photosynthesis rate was negatively correlated with the contents of total leaf cuticular waxes,
alkanes, terpenes, and unknown components. The contents of total cuticular waxes were positively correlated with leaf water
potential, indicating that waxes coverage on leaf surface played important role in keeping relatively higher water potential to
adapt to water loss under drought conditions. The total wax content in leaves of Aohan was significantly higher than that of
Sanditi as expected. It appeared that the increase of alkanes content in stressed plants was related to plant drought
resistance. Under the conditions of low air humidity and soil water deficit, Aohan mainly was relying on stomatal adjustment
(with wax) to control water loss, while Sanditi was depending upon both stomatal and non鄄stomatal ( with osmotic
adjustment materials) factors to control water loss. It is suggested that leaf cuticular waxes could be used as an index in
selecting and breeding drought tolerant alfalfa cultivars.
Key Words: alfalfa (Medicago sativa); cuticular wax; crystalloid structure; air humidity; water deficit
表皮蜡质在保护植物免受环境胁迫方面发挥着积极的生态作用[1鄄3]。 近年来,有关表皮蜡质是如何参与
控制植物水分散失方面开展了较多的研究[4鄄6]。 但是前人对角质层蜡质含量与植物蒸腾速率及抗旱性关系
的研究结果不尽一致,甚至相反[7鄄9]。 紫花苜蓿(Medicago sativa)叶表皮蜡质组分在水热胁迫条件下发生变
化,而结构未发生显著变化[10],说明角质层蜡质组分在影响水分蒸腾作用方面可能扮演着重要角色[11鄄13]。
Koch等[14]研究认为高湿度(98% )条件下植物叶表皮蜡质含量下降,蜡质晶体密度变小,说明空气湿度变化
也可能通过影响叶表皮蜡质的沉积来改变植物水分蒸腾作用[15]。 因此,蜡质参与水分代谢的作用可能同时
受土壤水分和空气湿度条件的控制。 然而,目前尚无有关空气湿度与土壤水分复合胁迫下表皮蜡质与植物抗
旱性关系的研究报道,也不清楚复合胁迫时表皮蜡质含量及结构的变化规律。 本试验选择我国草地农业生产
中广泛种植的紫花苜蓿为研究对象,研究了空气湿度与土壤水分胁迫处理下紫花苜蓿叶表皮蜡质及气体交换
参数变化规律,旨在揭示水分因子对植物表皮蜡质的影响机制。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验材料
选择 2 个抗旱性差异较大的紫花苜蓿品种作为试验材料,敖汉(M. sativa L. cv. Aohan)(强抗旱)和三得
利(M. sativa L. cv. Sanditi)(弱抗旱) [16]。 敖汉种子来源于内蒙古敖汉牧草种子公司,三得利种子来源于百绿
(天津)国际草业有限公司。
1. 2摇 培养基质
河沙、蛭石、中性紫色土按 1 颐1 颐1 比例混合,每公斤基质补充 N(尿素)0. 04 g,P2O5(过磷酸钙)0. 15 g,
K2O(硫酸钾)0. 15 g,每盆装基质 2. 5 kg(20 cm伊15 cm)。 紫花苜蓿种子经 HgCl2消毒后,在培养皿中发芽,选
择健康幼苗移栽至培养盆,每盆留 5 株。 苗期正常浇水,保持土壤含水量为田间最大持水量的 75% ,于温室
大棚培养(气温在 10—25益)。 出苗后 15、45、60 d补充 Hoagland全营养液,满足植物生长所需的矿质营养。
1. 3摇 试验处理
设空气湿度和土壤水分胁迫两种处理,其中空气湿度处理设 RH 45%—55%和 RH 75%—85%两个水平;
土壤水分胁迫处理设正常水分(土壤含水量保持在田间持水量的 70%—80% )和水分胁迫处理(土壤含水量
保持在 30%—40%的田间持水量)。 紫花苜蓿生长 2 个月后(分枝期),调整土壤水分胁迫处理含水量达到处
4725 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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理水平,然后按空气湿度处理分别置于 2 个光照培养箱培养(RXZ 型,宁波江南仪器厂),每天 17:00 称重后
补充损失水分,将培养盆在两个光照培养箱之间更换,以减少培养箱造成的误差。 重复 3 次,共处理 10 d。
1. 4摇 扫描电镜样品的制备与观察
自植株上部采集第 2 片展开叶片,从叶中间沿叶脉切割,分正反两面,距中间叶脉 0. 1 cm处剪取样品,粘
在样品台上,进行离子溅射镀金膜,镀金后的材料放入扫描电子显微镜(S3000鄄N,Hitachi)下进行形态观察。
每盆采集 2 片叶片。 重复 3 次。
1. 5摇 蜡质分析方法
每株分别自上而下采 3 片展开叶片,即每盆 15 片,置于烧杯后用 30 mL含有已知 C16烷浓度的正己烷溶
液萃取 30 s,萃取液经氮吹仪蒸发干燥后,在 100 益下用 50 滋L 的 BSTFA 诱导 20 min,再经氮吹仪蒸发干燥
后,溶于 1 mL 正己烷,参考 Kim等[17]的方法,用气相色谱仪测定蜡质含量。 GC 毛细管柱长 12 m,直径 0. 2
mm;氮气作为载气;FID检测器;柱膜和 FID检测器的温度分别为 300 益和 320 益;程序升温方式:初温80 益,
每分钟 15 益升温至 260 益,保持 10 min。 然后每分钟 5 益升温至 320 益,保持 15 min。 蜡质量化基于 FID峰
值,根据内部标准物(C16烷)的浓度计算各蜡质组分含量。 并配制已知浓度的 C27、C29、C31、C33烷类化合物,作
为外部标准进行色谱分析。 每样品重复进样 2 次,求取平均值做统计分析。 利用气谱鄄质谱联用仪鉴定未知
蜡质组分,并参照内部标准及外部标准物的色谱鄄质谱分析,确定各蜡质组分出峰位置,程序升温方式同色谱
分析。 经正己烷萃取表皮蜡质后的叶片,扫描成图像后用计算机计算叶面积。 用单位叶面积上的微克数来表
示(mg / cm2)蜡质含量。
1. 6摇 生理生化指标的测定
利用 LI鄄6400 光合系统仪于 10:00 在相同叶位(自植株顶部第 2 片展开叶片)测定叶片光合速率、蒸腾速
率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等指标,并计算单叶水分利用效率(WUE =叶片的光合速率 /蒸腾速率)。 自
植株顶部采集第 3、4 片展开叶片,采用酸性茚三酮法测定叶片游离脯氨酸含量[18]。 采用压力室法
(SKPM1400, 英国)于 10:00 测定叶片水势(自植株顶部第 2 片展开叶片)。
1. 7摇 数据分析
采用 GenStat(13. 1)分析紫花苜蓿品种、空气湿度及水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质含量、脯氨酸含量、
叶片水势、气体交换参数的影响作用。 显著水平为 P<0. 05(L. s. d检验)。 采用 SPSS(13. 0)分析表皮蜡质含
量与气体交换参数之间的相关关系。
2摇 结果与分析
2. 1摇 蜡质晶体结构
敖汉和三得利叶片表面覆盖一层致密的蜡质层,蜡质晶体结构呈片状,近似垂直于叶片表面分布(图 1)。
叶片正反面蜡质晶体结构无显著差异,本试验只列出正面晶体结构。 45%—55%空气湿度(低湿度)下蜡质
片层晶体呈现熔融现象,不同片层结构结合在一起,呈弥漫性覆盖叶片表面,降低了叶片与外界的接触面。 同
一空气湿度条件下,土壤水分胁迫处理对敖汉和三得利叶表皮蜡质晶体结构无显著影响(图 1)。
2. 2摇 表皮蜡质含量
敖汉和三得利叶表皮蜡质主要由烷类、醇类、酯类,及其未知成分组成(图 2)。 其中醇类所占比例在
30%—60%之间,烷类 14%—25%之间。 单独土壤水分胁迫处理后,两品种叶表皮蜡质总量均无显著变化;
烷类含量呈上升趋势(三得利差异不显著)(P<0. 05);醇类含量呈下降趋势(P<0. 05);敖汉品种酯类含量显
著增加,三得利变化不显著;未知蜡质组分含量变化均不显著。 低空气湿度处理后,叶表皮蜡质总量无显著变
化;敖汉烷类和酯类含量显著增加,醇类含量显著下降,未知蜡质组分含量无显著变化;三得利烷类和酯类含
量变化不显著,醇类含量显著下降,未知蜡质组分含量显著增加。 低空气湿度与土壤水分复合胁迫下,紫花苜
蓿叶片烷类、酯类、未知蜡质组分含量最高,醇类含量最低,而蜡质总量除三得利显著高于对照外,其余均无显
著差异。 敖汉蜡质总量、烷类含量和醇类含量各处理均显著高于三得利。
5725摇 18 期 摇 摇 摇 郭彦军摇 等:空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质特性的影响 摇
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正常水分 75%

敖汉
敖汉
三得利
三得利
水分胁迫 35%
45%—55% RH
75%—85% RH
45%—55% RH
75%—85% RH
图 1摇 空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构的影响
Fig. 1摇 Cuticular wax crystallization patterns on leaf surface of alfalfa viewed by scanning electron microscope at 3 滋m under soil water
and air humidity stresses
2. 3摇 叶片脯氨酸含量和水势
单独土壤水分胁迫处理后,敖汉叶脯氨酸含量显著增加,三得利无显著变化;两品种叶水势均显著下降
(图 3)。 低空气湿度处理后,敖汉叶脯氨酸含量显著增加,三得利无显著变化;两品种叶水势均显著下降。 低
空气湿度与土壤水分复合胁迫下,敖汉叶脯氨酸含量低于单独土壤水分胁迫和单独低空气湿度胁迫处理,而
叶水势无显著差异;三得利叶脯氨酸含量显著高于单独低空气湿度胁迫处理,而叶水势显著低于单独土壤水
分胁迫和单独低空气湿度处理。 土壤水分胁迫条件下的敖汉叶脯氨酸含量显著高于三得利,正常水分条件下
二者无显著差异;复合胁迫条件下三得利叶脯氨酸含量显著高于敖汉。 叶水势三得利显著低于敖汉。
2. 4摇 气体交换参数
单独土壤水分胁迫处理后,两品种叶光合速率、蒸腾速率显著下降;气孔导度、胞间二氧化碳浓度、水分利
6725 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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敖汉 Aohan 三得利 Sanditi敖汉 Aohan 三得利 Sanditi
敖汉 Aohan 三得利 Sanditi
图 2摇 空气湿度与水分胁迫下敖汉和三得利叶片表皮蜡质含量及组分变化规律
Fig. 2摇 Leaf cuticular wax components and contents in Aohan and Sanditi under soil water and air humidity stressed conditions
NC:RH 75%—85% , 土壤水分正常;ND: RH 75%—85% ,土壤水分胁迫;LC:RH 45%—55% ,土壤水分正常;LD: RH 45%—55% , 土壤水
分胁迫; 数据柱上小写字母不同表示在 P=0. 05 水平上差异显著
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图 3摇 空气湿度和水分胁迫下敖汉和三得利叶片脯氨酸及水势变化规律
Fig. 3摇 Leaf proline content and water potential in leaves of Aohan and Sanditi under air humidity and soil water stressed conditions
NC:RH 75%—85% , 土壤水分正常;ND: RH 75%—85% ,土壤水分胁迫;LC:RH 45%—55% ,土壤水分正常;LD: RH 45%—55% , 土壤水
分胁迫; 数据柱上小写字母不同表示在 P=0. 05 水平上差异显著
用效率无显著变化(图 4)。 低空气湿度胁迫处理后,敖汉叶光合速率无显著变化,三得利显著下降;两品种蒸
腾速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度显著下降;水分利用效率均显著增加。 低空气湿度与土壤水分胁迫复
合处理时,敖汉叶光合速率显著低于单独低空气湿度处理,三得利显著低于单独土壤水分胁迫和单独低空气
湿度胁迫处理;两品种蒸腾速率均显著低于单独胁迫处理;气孔导度仅显著低于单独土壤水分胁迫处理;敖汉
胞间二氧化碳浓度显著低于单独土壤水分胁迫处理,三得利显著低于单独胁迫处理;水分利用效率均显著高
于单独胁迫处理。 整体上,正常空气湿度环境中的敖汉叶蒸腾速率显著高于三得利,而低湿度环境中二者无
显著差异。
2. 5摇 蜡质含量与气体交换参数之间的相关关系
紫花苜蓿叶片光合速率与烷类、酯类、未知成分、蜡质总量、及叶脯氨酸含量呈显著负相关关系(表 1)。
叶水势与醇类含量和蜡质总量呈显著正相关关系。 未知蜡质组分与气孔导度呈显著负相关关系,而与水分利
用效率呈显著正相关关系。
7725摇 18 期 摇 摇 摇 郭彦军摇 等:空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质特性的影响 摇
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敖汉 Aohan 三得利 Sanditi
敖汉 Aohan 三得利 Sanditi
图 4摇 空气湿度和水分胁迫下敖汉和三得利叶片气体交换参数变化规律
Fig. 4摇 Gas exchange indexes in alfalfa leaves as influenced by soil water and air humidity stresses
NC:RH 75%—85% , 土壤水分正常;ND: RH 75%—85% ,土壤水分胁迫;LC:RH 45%—55% ,土壤水分正常;LD: RH 45%—55% , 土壤水
分胁迫; 数据柱上小写字母不同表示在 P=0. 05 水平上差异显著
表 1摇 表皮蜡质组分和叶脯氨酸含量与叶水势和气体交换参数之间的相关关系
Table 1摇 Correlation analysis between wax constituents and gas exchange indexes of alfalfa leaves
参数
Parameters
烷类
Alkanes
醇类
Alcohols
酯类
Terpenes
未知成分
Unknown
constituents
蜡质总量
Total wax
脯氨酸
Proline
水势 Leaf water potential 0. 123 0. 799** 0. 258 -0. 017 0. 539** 0. 137
光合速率 Photosynthesis rate -0. 677** -0. 167 -0. 615** -0. 611** -0. 469* -0. 799**
蒸腾速率 Transpiration rate -0. 352 0. 401 -0. 269 -0. 374 0. 044 0. 245
气孔导度 Stomatal conductivity -0. 351 0. 314 -0. 304 -0. 419* -0. 022 0. 259
胞间 CO2浓度 Intercellular CO2 concentration -0. 209 0. 278 -0. 164 -0. 384 0. 016 0. 335
水分利用效率 Water use efficiency 0. 319 -0. 375 0. 246 0. 426* -0. 028 -0. 251
摇 摇 **, P<0. 01; *, P<0. 05
3摇 讨论
干旱胁迫时植物通过适应性变化来减少水分损失,如关闭气孔以降低光合作用,增加渗透调节物质以维
持细胞膨压,缩小叶面积而减少蒸腾损失等[19]。 本试验中,紫花苜蓿叶表皮蜡质片状晶体结构在低湿度环境
中呈现熔融现象,弥漫性分布在叶表面,降低了叶片与外界环境的接触面,可能导致蒸腾速率降低。 这说明低
湿度环境中蜡质晶体通过改变其结构而直接参与了限制植物水分散失的过程[20]。 Koch 等[14]的研究结果也
表明,低湿度环境(RH 20%—30% )中生长的甘蓝(Brassica oleracea)、冈尼桉(Eucalyptus gunnii)和旱金莲
(Tropaeolum majus),其叶表皮蜡质所覆盖的叶面积显著高于高湿度环境(RH 98% )。 本试验中,单独土壤水
分胁迫未引起紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构的变化。 原因可能在于,连续 10d 的中度土壤水分胁迫(35%田
间持水量)尚不足以引起蜡质晶体结构的改变。 在另一项研究中,土壤水分胁迫(35%田间持水量)和高温处
理也未引起紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构的改变[10]。 这些研究说明植物叶表皮蜡质晶体结构对不同环境因
子的响应是不同的。
紫花苜蓿品种、土壤水分及空气湿度共同影响紫花苜蓿叶表皮蜡质组分及总量。 本试验中,敖汉叶表皮
8725 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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蜡质总量、烷类含量和醇类含量各处理均显著高于三得利,这与其较高的抗旱性一致。 研究表明干旱诱导植
物表皮蜡质的增加与植物品种有关[17],而蜡质含量较高的植物对干旱胁迫有较好的适应性[21鄄22]。 因此,可以
将蜡质含量作为选育抗旱紫花苜蓿品种的指标之一。
Kosma等[23]研究认为水分胁迫后植物通过大量合成烷烃从而增加蜡质含量以应对外界干旱环境。 本试
验中,土壤水分胁迫和空气湿度胁迫处理后,紫花苜蓿叶表皮烷类含量均增加,且低空气湿度环境中的叶表皮
烷类比例高于单独土壤水分胁迫处理,而醇类比例变化正好相反。 这种差异可能与蜡质晶体结构是否发生熔
融有关。 只有蜡质组分比例变化超过一定范围,才能导致蜡质晶体结构变化。 这可能是中度土壤水分胁迫未
引起紫花苜蓿叶表皮蜡质晶体结构改变的原因。 此外,可能存在其它引起蜡质晶体结构改变的因子,如叶表
湿度。 Koch 等[14]研究认为低湿度环境中植物叶表湿度显著低于高湿度环境。
相关分析结果表明,紫花苜蓿光合速率与蜡质各组分含量(除醇类)及总量呈显著负相关。 说明叶表面
气孔被较多的蜡质所遮盖,从而阻碍气体交换,降低了 CO2同化作用,同时也阻碍水分从气孔散失。 Gonzalez
和 Ayerbethe[24]的研究结果也表明,大麦叶表皮蜡质含量较高的品种其角质层蒸腾作用低,具有较高的抗旱
性。 张志飞等[25]研究结果表明,高羊茅叶片表皮蜡质可通过对气孔导度的调节来减少气孔蒸腾,提高水分利
用效率。 本试验中,未知蜡质组分含量的增加导致气孔导度的下降,但并未发现蜡质含量与蒸腾速率之间呈
显著相关关系。 在豌豆上,土壤水分胁迫诱导的蜡质含量增加与蒸腾速率也无显著相关关系[26]。 紫花苜蓿
叶水势与蜡质总量之间的显著正相关关系说明蜡质含量高的植物可维持较高的叶水势,提高植株对干旱胁迫
的适应性。 土壤水分和空气湿度复合胁迫处理时,紫花苜蓿叶蒸腾速率和叶水势相对最低,而脯氨酸含量因
品种而异,其中敖汉低于单独胁迫处理,三得利高于单独胁迫处理。 说明在复合胁迫条件下,敖汉主要通过气
孔因素控制水分散失,而三得利通过气孔和非气孔因素共同控制植物水分散失[19]。 脯氨酸含量与紫花苜蓿
叶光合速率之间的负相关关系说明,植物遭受水分胁迫后叶脯氨酸的过量积累抑制了植物的光合作用,由此
降低对水分的需要量。 然而,复合胁迫条件下叶脯氨酸含量三得利显著高于敖汉,与二者抗旱性不一致。 这
表明植物叶脯氨酸积累的数量与抗旱性不相关[27],或不能单从脯氨酸的一次测定结果说明植物的抗旱性。
唐晓敏等[28]研究发现干旱胁迫后甘草叶脯氨酸数量的积累呈先增加后下降的趋势。 马宗仁等[29]认为植物
叶脯氨酸积累的变化过程和维持时间两方面结合起来才能准确表达脯氨酸积累能力与植物抗旱性的关系。
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0825 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 18 September,2011(Semimonthly)
CONTENTS
CO2 emission from an alpine Kobresia humilis meadow in winters WU Qin, HU Qiwu, CAO Guangmin, et al (5107)………………
Effect of cultivation on soil organic carbon and total nitrogen accumulation in Cele oasis croplands and their relation to crop yield
HUANG Caibian, ZENG Fanjiang, LEI Jiaqiang, et al (5113)
…
……………………………………………………………………
Biomass and its allocation of four grassland species under different nitrogen levels
QI Yu, HUANG Yongmei, WANG Yan, et al (5121)
……………………………………………………
………………………………………………………………………………
Small鄄scale spatial patterns of genetic structure in Castanopsis eyrei populations based on autocorrelation analysis in the Tiantai
Mountain of Zhejiang Province QI Caihong, JIN Zexin, LI Junmin (5130)………………………………………………………
Influence of vegetation on frozen ground temperatures the forested area in the Da Xing忆anling Mountains, Northeastern China
CHANG Xiaoli,JIN Huijun,YU Shaopeng,et al (5138)
………
……………………………………………………………………………
Analysis of stable carbon isotopes in different components of tree rings of Pinus sylvestris var. mongolica
SHANG Zhiyuan, WANG Jian, CUI Mingxing, et al (5148)
……………………………
………………………………………………………………………
Retrieval of leaf area index for different grasslands in Inner Mongolia prairie using remote sensing data
LIU Yibo, JU Weimin, ZHU Gaolong, et al (5159)
………………………………
………………………………………………………………………………
Decomposition of lotus leaf litter and its effect on the aquatic environment of the Beili Lake in the Hangzhou West Lake
SHI Qi, JIAO Feng, CHEN Ying, et al (5171)
……………
……………………………………………………………………………………
Effects of fire disturbance on greanhouse gas emission from Larix gmelinii鄄Carex schmidtii forested wetlands in XiaoXing忆an
Mountains, Northeast China YU Lili, MU Changcheng, GU Han, et al (5180)…………………………………………………
Wetland landscape transition pattern of Lianbo Beach along the Middle Yellow River
GUO Donggang,SHANGGUAN Tieliang,BAI Zhongke,et al (5192)
…………………………………………………
………………………………………………………………
Effect of revegetation on functional groups of soil organic carbon on the Loess Plateau
LI Ting, ZHAO Shiwei,ZHANG Yang, et al (5199)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Soil organic and inorganic carbon contents in relation to soil physicochemical properties in northeastern China
ZU Yuangang, LI Ran, WANG Wenjie, et al (5207)
………………………
………………………………………………………………………………
Characteristics of soil respiration in fallow and its influencing factors at arid鄄highland of Loess Plateau
GAO Huiyi, GUO Shengli, LIU Wenzhao (5217)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Soil microbial functional diversity between rhizosphere and non鄄 rhizosphere of typical plants in the hilly area of southern Nixia
AN Shaoshan,LI Guohui,CHEN Liding (5225)
……
……………………………………………………………………………………
Differences in the surface palynomorph assemblages on a karst mountain and rocky desertification areas: a case in Nanchuan
District,Chongqing HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou (5235)………………………………………………………
Ash content and caloric value in the leaves of Sinocalycanthus chinensis and its accompanying species
JIN Zexin, LI Junmin, MA Jine (5246)
………………………………
……………………………………………………………………………………………
Uptake kinetic characteristics of Cu2+by Salix jiangsuensis CL J鄄172 and Salix babylonica Linn and the influence of organic acids
CHEN Caihong, LIU Zhikun, CHEN Guangcai, et al (5255)
…
………………………………………………………………………
Introduction of TaNHX2 gene enhanced salt tolerance of transgenic puna chicory plants
ZHANG Lijun,CHENG Linmei,DU Jianzhong,et al (5264)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of air humidity and soil water deficit on characteristics of leaf cuticular waxes in alfalfa (Medicago staiva)
GUO Yanjun, NI Yu,GUO Yunjiang, et al (5273)
…………………
…………………………………………………………………………………
Influence of water storage capacity on yield of winter wheat in dry farming area in the Loess Plateau
DENG Zhenyong, ZHANG Qiang, WANG Qiang, et al (5281)
…………………………………
……………………………………………………………………
Research of dynamic variation of moisture in apple orchard soil in the area of Xianyang in recent years
ZHAO Jingbo, ZHOU Qi, CHEN Baoqun, et al (5291)
………………………………
……………………………………………………………………………
Volatile oil contents correlate with geographical distribution patterns of the miao ethnic herb Fructus Cinnamomi
ZHANG Xiaobo,ZHOU Tao,GUO Lanping,et al (5299)
……………………
……………………………………………………………………………
Effect of environmental factors on growth of Chlorella sp. and optimization of culture conditions for high oil production
DING Yancong, GAO Qun, LIU Jiayao, et al (5307)
………………
………………………………………………………………………………
The effects of substrates on locomotor performance of two sympatric lizards, Takydromus septentrionalis and Plestiondon chinensis
LIN Zhihua, FAN Xiaoli, LEI Huanzong, et al (5316)
……
……………………………………………………………………………
Guild structure of wintering waterbird assemblages in shallow lakes along Yangtze River in Anhui Province, China
CHEN Jinyun, ZHOU Lizhi (5323)
…………………
…………………………………………………………………………………………………
Phylogenetic diversity analysis and in situ hybridization of symbiotic Oxymonad flagellates in the hindgut of Reticulitermes chinensis
Snyder CHEN Wen, SHI Yu, PENG Jianxin, et al (5332)………………………………………………………………………
An entropy weight approach on the comprehensive evaluation of the Pearl River Delta Nature Reserve
ZHANG Linying, XU Songjun (5341)
………………………………
………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
On planning method of mesoscale and microscale ecological land RONG Bingling, LI Dong, XIE Yingxia (5351)……………………
Effects of land use change on soil organic carbon:a review CHEN Zhao,L譈 Changhe,FAN Lan,et al (5358)………………………
Marine phytoplankton and biological carbon sink SUN Jun (5372)………………………………………………………………………
Effect of permafrost degradation on methane emission in wetlands: a review
SUN Xiaoxin, SONG Changchun, WANG Xianwei, et al (5379)
……………………………………………………………
…………………………………………………………………
A review on the effects of biogenic elements and biological factors on wetland soil carbon mineralization
ZHANG Linhai, ZENG Congsheng, TONG Chuan (5387)
………………………………
…………………………………………………………………………
A review of studies using ecological network analysis LI Zhongcai, Xu Junyan, WU Changyou, et al (5396)…………………………
Scientific Note
Dynamics of age structures on Agropyron michnoi and Leymus chinensis in different communities
JIN Xiaoming, AI Lin, LIU Jidong, et al (5406)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
The impact of thematic resolution on NDVI spatial pattern HUANG Caixia, LI Xiaomei, SHA Jinming (5414)………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
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(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 18 期摇 (2011 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 31摇 No郾 18摇 2011
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