两种红树植物不同种源幼苗对模拟高温热浪的光合生理响应差异

以来自中国广西(较低纬度)和日本冲绳(较高纬度)两个地理种群的耐冷秋茄(Kandelia obovata Sheue,H.Y.Liu&J.Yong)和耐热木榄(Bruguiera gymnorrhiza(L.)Savigny)为材料,测定其光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)活性参数、叶黄素循环组分和叶绿素a、b的含量,并分析他们经高温处理后光合生理响应的差异。结果显示:高温处理使植物PSⅡ最大光化学潜能(F v/F m)显著降低,降低幅度为较低纬度种群<较高纬度种群、木榄幼苗<秋茄幼苗;P700氧化还原状态(P m)降低,降低幅度为较低纬度种群<较高纬度种群;叶片非光化学猝灭(NPQ)升高,表现为较低纬度种群>较高纬度种群、木榄幼苗>秋茄幼苗。高温处理引起叶黄素库容量(V+A+Z)和脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)升高,表现为较低纬度种群>较高纬度种群;(A+Z)/(V+A+Z)与F v/F m负相关,而与NPQ正相关。常温恢复第2 d,高纬度种源秋茄幼苗F v/F m仍为0.69,表明其PSⅡ受到不可逆的损伤,而其余种源幼苗的F v/F m均恢复到正常水平,且所有种源幼苗仍保持较高的NPQ以及叶黄素脱环氧化比率,起光保护作用。与萨瓦纳和地中海型生境相比,红树林有最大的叶黄素库。研究结果表明,低纬度种群对高温胁迫具有较高的适应性,部分原因是叶黄素循环具有较强的光保护作用,物种及种源间存在耐冷和耐热性的权衡。

红树林植物逆境胁迫生理响应研究进展

红树林是一种生长于热带和亚热带地区海洋与陆地的动态交界面,周期性遭受海水浸淹的特殊生态系统。鉴于红树林生态系统对人类社会的巨大效益和生态系统的特殊性,逆境胁迫生理逐渐成为研究者们的关注重点。本文综合国内外研究学者对红树林逆境胁迫下生理响应的研究概况和成果进行了综述。近年来红树林植物主要受到其生境盐胁迫和环境低温的胁迫,以及来自于环境污染致使其生存环境受到的胁迫等。研究结果显示,盐度和低温胁迫下红树林会改变自身的水力结构以确保在胁迫环境下能够保障水分运输的安全性;此时光合作用会明显受损,但一定范围内的盐度却不会对红树林植物造成损害;红树林植物受胁迫使其抗性酶活性提高,从而提高红树林植物本身的耐受性;转录组学分析也揭示红树林在逆境胁迫下的差异表达基因水平和基因功能的富集主要表现在生长发育和代谢以及应激响应上。红树林生态系统的逆境胁迫研究还有待于进一步深入,未来研究方向应结合多层次以及抓住红树林生态系统的特殊性,更加深入探究逆境胁迫下的响应机制,为保护红树林资源提供重要的科学依据。