海岸黑松和紫穗槐对间歇强净风和风沙流吹袭的生理响应机制

以海岸防风固沙优势树种紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)和黑松(Pinus thunbergii Parl)为研究对象,利用野外便携式沙风洞用间歇风吹模拟自然阵风,通过分析间歇强净风(18m/s)和强风沙流(172.93g cm^(-1 )min^(-1))吹袭过程中和风后恢复中,两树种叶片膜脂过氧化产物含量、抗氧化酶活力、渗透调节物含量的变化,以探讨其对自然阵风吹袭响应机制及自愈修复生理机制。结果表明,自然状况下,紫穗槐和黑松叶片相对含水量(RWC)相近,但抗氧化酶活力及种类和渗透调节物含量及种类上存在差异。紫穗槐叶片丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力分别较黑松高93.3%、78.6%、118.8%、6.5倍。而黑松可溶糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。在间歇净风和风沙流处理中,随着风吹袭次数增多,黑松叶片RWC趋于小幅降低,可溶性糖含量及POD、SOD、CAT活力呈小幅波动式变化;紫穗槐叶片RWC大幅下降,伴随着脯氨酸含量,POD、CAT、SOD活力大幅增高和MDA含量下降。在风吹袭中,叶片抗氧化酶活力和渗透调节含量的变化与叶片含水量变化密切相关。在风吹袭处理后的恢复期,黑松叶片MDA、可溶性糖、脯氨酸含量和CAT活力下降,但叶片一直维持较高可溶性糖含量和SOD活力;而紫穗槐伴随叶片RWC回升,而MDA、可溶性糖、脯氨酸含量下降和POD、CAT、SOD活力的增高。研究表明,风吹袭引发叶片水分亏缺成为启动植物对缺水补偿机制的诱导因子(自愈修复)。在风吹袭中增高的渗透调节物通过提高细胞吸水力为自愈修复提供物质基础,而抗氧化酶通过抑制膜脂过氧化、维护膜的完整性和弹性为自愈修复提供生理保护。因此,渗透调节和抗氧化酶通过维护水分平衡和氧自由基代谢平衡而在抗风生长和自愈修复中起重要生理保护作用。