金沙江干熱河谷生境干濕季4種蘭科植物葉綠素?zé)晒馓匦圆町惙治?/h1>
2025-02-22 00:00:00何太平李玥炯胡學(xué)禮王秋霞
山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2025年1期
摘要：為了探明蘭科植物在干熱河谷生境中的耐旱適應(yīng)性，本研究以生長于金沙江干熱河谷生境中的白及、金沙扛石斛、落地金錢、舌喙蘭為對象，分析其在干季（7月）和濕季（10月）的葉綠素?zé)晒鈪?shù)差異。結(jié)果表明：（1）4種蘭科植物的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）在干濕季均低于0 8，且干季均低于濕季，表明這4種植物長期遭受干旱脅迫且在干季時遭受的脅迫程度更強；（2）白及干季的Fv/Fm、PsⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率Y（Ⅱ）、電子傳遞速率（ETR）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）較濕季均顯著下降，而金沙江石斛和落地金錢這4個葉綠素?zé)晒鈪?shù)干濕季間無顯著差異，表明白及干季時期的光合機構(gòu)遭到破壞，電子傳遞受阻，PsⅡ反應(yīng)中心受損，表現(xiàn)出光抑制，而金沙江石斛和落地金錢調(diào)節(jié)自身PsⅡ反應(yīng)中心免受傷害的能力較強；（3）白及和金沙江石斛干季的非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）較濕季顯著下降，落地金錢和舌喙蘭干濕季間無顯著差異，表明白及和金沙江石斛在干季長期干旱脅迫下PsⅡ反應(yīng)中心受損，熱耗散能力下降，光保護能力下降；（4）舌喙蘭干季的ETR、NPQ均顯著高于其余3種蘭科植物，Y（Ⅱ）顯著高于白及和落地金錢而略高于金沙江石斛，qP顯著高于白及而略高于金沙江石斛和落地金錢，表明干季舌喙蘭相較于其他3種植物光合機構(gòu)性能更好。綜上所述，落地金錢在干熱河谷長期干旱脅迫環(huán)境中的表現(xiàn)最穩(wěn)定，而舌喙蘭則表現(xiàn)為耐旱性更強。
關(guān)鍵詞：蘭科植物；干熱河谷；葉綠素?zé)晒?/p>
中圖分類號：S682.31 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）01-0068-06
受亞熱帶季風(fēng)及“焚風(fēng)”效應(yīng)影響，金沙江干熱河谷區(qū)域內(nèi)氣候特點表現(xiàn)為全年光照強烈，熱量充足，四季溫差較小，干濕季分明。干季內(nèi)降水量僅占全年的4%-15%，而蒸發(fā)量為降水量的10-20倍，干季相對水汽濕度的平均值lt;15%。因此，該地區(qū)植物要遭受長達半年的干旱脅迫，嚴重的水分虧缺導(dǎo)致植物生長發(fā)育受到顯著抑制。
蘭科（Orchidaceae）屬于百合亞綱（Liliidae），系被子植物的第二大科，其種類數(shù)量僅次于菊科植物，在系統(tǒng)演化上屬于最進化、最高級的類群。蘭科多為珍稀瀕危植物，所有野生蘭科植物均被列入《野生動植物瀕危物種國際貿(mào)易公約》的保護范圍，具有很高的觀賞和藥用價值。自20世紀90年代末期以來，中國旱災(zāi)嚴重程度正在加劇，干旱面積在過去50年中以3.72%/10a的速率增加。為應(yīng)對日益惡劣的氣候環(huán)境，物種采取各種方式來適應(yīng)其生境，特別是在于熱河谷區(qū)域，氣候炎熱干旱，該地區(qū)的蘭科野生類群生境更加惡劣，其生長發(fā)育受到嚴重威脅。
光合作用是干旱影響植物生長和代謝的第一環(huán)節(jié)。葉綠素?zé)晒庾鳛橹参锕夂献饔玫奶结?，能夠靈敏和準確地檢測植物光合機構(gòu)在環(huán)境脅迫下的響應(yīng)。近年來，利用葉綠索熒光探究植物抗逆性的研究較多：朱珈葉等研究了不同高溫脅迫處理下的蝴蝶蘭形態(tài)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化，指出0.35可以作為一個判別蝴蝶蘭能夠成為外植體進行組培擴繁的莖段PsⅡ最大光合量子產(chǎn)量Fv/Fm閾值：任少華等研究了高溫脅迫對硬葉兜蘭、白及、春蘭、球花石斛共4種蘭科植物葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，表明連續(xù)的高溫脅迫會使蘭科植物的光合組織受到嚴重損傷。但是關(guān)于野生蘭科植物種群在干旱脅迫下的光合特性研究鮮有報道。因此，本試驗以生長在金沙江干熱河谷中的4種野生蘭科植物為研究對象，分別測定其干濕季葉綠素?zé)晒鈪?shù)，探究4種蘭科植物對干熱河谷生境的光合適應(yīng)性，以期為蘭科植物野生資源的保護及馴化提供重要的理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
本試驗以云南祿勸縣金沙江流域內(nèi)健康生長的白及（Bletitla striata）、金沙江石斛（Dendrobium wangtiangii）、落地金錢（Habenaria aitchsonii）、舌喙蘭（Hemipitia cructata）4種蘭科植物作為研究對象。
摘要：為了探明蘭科植物在干熱河谷生境中的耐旱適應(yīng)性，本研究以生長于金沙江干熱河谷生境中的白及、金沙扛石斛、落地金錢、舌喙蘭為對象，分析其在干季（7月）和濕季（10月）的葉綠素?zé)晒鈪?shù)差異。結(jié)果表明：（1）4種蘭科植物的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）在干濕季均低于0 8，且干季均低于濕季，表明這4種植物長期遭受干旱脅迫且在干季時遭受的脅迫程度更強；（2）白及干季的Fv/Fm、PsⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率Y（Ⅱ）、電子傳遞速率（ETR）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）較濕季均顯著下降，而金沙江石斛和落地金錢這4個葉綠素?zé)晒鈪?shù)干濕季間無顯著差異，表明白及干季時期的光合機構(gòu)遭到破壞，電子傳遞受阻，PsⅡ反應(yīng)中心受損，表現(xiàn)出光抑制，而金沙江石斛和落地金錢調(diào)節(jié)自身PsⅡ反應(yīng)中心免受傷害的能力較強；（3）白及和金沙江石斛干季的非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）較濕季顯著下降，落地金錢和舌喙蘭干濕季間無顯著差異，表明白及和金沙江石斛在干季長期干旱脅迫下PsⅡ反應(yīng)中心受損，熱耗散能力下降，光保護能力下降；（4）舌喙蘭干季的ETR、NPQ均顯著高于其余3種蘭科植物，Y（Ⅱ）顯著高于白及和落地金錢而略高于金沙江石斛，qP顯著高于白及而略高于金沙江石斛和落地金錢，表明干季舌喙蘭相較于其他3種植物光合機構(gòu)性能更好。綜上所述，落地金錢在干熱河谷長期干旱脅迫環(huán)境中的表現(xiàn)最穩(wěn)定，而舌喙蘭則表現(xiàn)為耐旱性更強。
關(guān)鍵詞：蘭科植物；干熱河谷；葉綠素?zé)晒?/p>
中圖分類號：S682.31 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）01-0068-06
受亞熱帶季風(fēng)及“焚風(fēng)”效應(yīng)影響，金沙江干熱河谷區(qū)域內(nèi)氣候特點表現(xiàn)為全年光照強烈，熱量充足，四季溫差較小，干濕季分明。干季內(nèi)降水量僅占全年的4%-15%，而蒸發(fā)量為降水量的10-20倍，干季相對水汽濕度的平均值lt;15%。因此，該地區(qū)植物要遭受長達半年的干旱脅迫，嚴重的水分虧缺導(dǎo)致植物生長發(fā)育受到顯著抑制。
蘭科（Orchidaceae）屬于百合亞綱（Liliidae），系被子植物的第二大科，其種類數(shù)量僅次于菊科植物，在系統(tǒng)演化上屬于最進化、最高級的類群。蘭科多為珍稀瀕危植物，所有野生蘭科植物均被列入《野生動植物瀕危物種國際貿(mào)易公約》的保護范圍，具有很高的觀賞和藥用價值。自20世紀90年代末期以來，中國旱災(zāi)嚴重程度正在加劇，干旱面積在過去50年中以3.72%/10a的速率增加。為應(yīng)對日益惡劣的氣候環(huán)境，物種采取各種方式來適應(yīng)其生境，特別是在于熱河谷區(qū)域，氣候炎熱干旱，該地區(qū)的蘭科野生類群生境更加惡劣，其生長發(fā)育受到嚴重威脅。
光合作用是干旱影響植物生長和代謝的第一環(huán)節(jié)。葉綠素?zé)晒庾鳛橹参锕夂献饔玫奶结?，能夠靈敏和準確地檢測植物光合機構(gòu)在環(huán)境脅迫下的響應(yīng)。近年來，利用葉綠索熒光探究植物抗逆性的研究較多：朱珈葉等研究了不同高溫脅迫處理下的蝴蝶蘭形態(tài)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化，指出0.35可以作為一個判別蝴蝶蘭能夠成為外植體進行組培擴繁的莖段PsⅡ最大光合量子產(chǎn)量Fv/Fm閾值：任少華等研究了高溫脅迫對硬葉兜蘭、白及、春蘭、球花石斛共4種蘭科植物葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，表明連續(xù)的高溫脅迫會使蘭科植物的光合組織受到嚴重損傷。但是關(guān)于野生蘭科植物種群在干旱脅迫下的光合特性研究鮮有報道。因此，本試驗以生長在金沙江干熱河谷中的4種野生蘭科植物為研究對象，分別測定其干濕季葉綠素?zé)晒鈪?shù)，探究4種蘭科植物對干熱河谷生境的光合適應(yīng)性，以期為蘭科植物野生資源的保護及馴化提供重要的理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
本試驗以云南祿勸縣金沙江流域內(nèi)健康生長的白及（Bletitla striata）、金沙江石斛（Dendrobium wangtiangii）、落地金錢（Habenaria aitchsonii）、舌喙蘭（Hemipitia cructata）4種蘭科植物作為研究對象。
