两种不同生境苦苣苔科植物的复苏特性及其对水分的光合和生理响应

复苏植物可以耐受极度干旱的环境,脱水至10%相对水分含量后仍然可以复苏。苦苣苔科植物包含有较多复苏植物,不同类群的复苏机理可能存在差异。该文选择分布在亚热带和温带石灰岩地区的锈色蛛毛苣苔(Paraboea rufescens)和心叶马铃苣苔(Oreocharis cordatula)两种苦苣苔科植物,并对这两个物种的叶片先分别脱水1、2、3 d,再分别复水1 d,检测不同脱水复水过程的叶片形态、相对含水量(RWC)、光合活性、膜完整性、渗透调节物质等指标的变化。结果表明:(1)锈色蛛毛苣苔的叶圆片在脱水后即发生向内折叠,脱水2 d时将叶上表面完全包裹,同时表征最大光合潜力的叶绿素荧光F_(v)/F_(m)受到抑制;而心叶马铃苣苔的叶片仅发生轻度皱缩,且F_(v)/F_(m)基本维持对照水平,同时具有更高的光保护能力[Y(NPQ)];复水后,两个物种的叶片均展开,F_(v)/F_(m)恢复。(2)两个物种均在脱水2 d时,RWC降低至5%,相对电导率(REC)分别升高至51.8%和56.2%,渗透调节物质可溶性糖含量显著升高;复水后,RWC、REC和可溶性糖含量均恢复到对照水平。(3)进一步脱水3 d时,锈色蛛毛苣苔和心叶马铃苣苔叶片RWC均达到1.5%,复水后的REC升高至95%,F_(v)/F_(m)消失。(4)锈色蛛毛苣苔在可复苏脱水复水过程的叶绿素a+b含量下降50%,而心叶马铃苣苔基本保持不变,说明二者均为叶绿素维持型复苏植物,可在脱水后复水时迅速恢复光合作用;在脱水复水过程中,两个物种的丙二醛(MDA)含量均无显著变化,且保持极低水平,说明两个物种在极度干旱条件下可以维持其细胞膜脂免于被氧化。综上所述,两个物种可以耐受5%RWC脱水,均为复苏植物。剧烈脱水时,锈色蛛毛苣苔通过卷缩叶片来避免吸收过量光照对植物造成伤害;而心叶马铃苣苔则通过光系统Ⅱ(PSⅡ)的光保护机制将吸收的过多能量通过热耗散形式散布出去,从而保护其光系统的完整性。