干旱脅迫對凹葉厚樸光合生理特性的影響

陳劍成++羅睿 瞿印權(quán)+陳思凱++萬娟 陳凌艷?だ到鵠?+龍智慧++何天友+鄭郁善+陳禮光

摘要：通過盆栽試驗(yàn)，以6 d為1個處理間隔，研究持續(xù)干旱脅迫0～30 d對3年生凹葉厚樸幼苗形態(tài)、土壤含水率（SWC）、葉片含水率（LWC）、葉片水勢（LWP）、光合作用及葉綠素?zé)晒庾兓挠绊?。結(jié)果表明，自然干旱脅迫18 d，凹葉厚樸葉片出現(xiàn)發(fā)黃、斑點(diǎn)等傷害癥狀，脅迫24 d，葉片邊緣卷曲、失水下垂，脅迫30 d，地上部分失水死亡；干旱脅迫0～30 d，SWC顯著降低，LWC在脅迫6 d后顯著降低，LWP在脅迫12 d后急劇下降；在干旱脅迫過程中，凹葉厚樸幼苗葉綠素受到降解，對光合作用造成直接影響，干旱脅迫時間延長，蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）持續(xù)下降，凈光合速率（Pn）下降幅度較大，瞬時水分利用效率（PWUE）呈先升高后降低趨勢；干旱脅迫0～18 d時，氣孔因素起主導(dǎo)作用，干旱脅迫>18 d，非氣孔因素起主導(dǎo)作用；干旱脅迫24 d后，凹葉厚樸的光合結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞，最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）、非光化學(xué)猝滅系數(shù)（qN）顯著下降；Pn、Tr、Gs、PWUE與SWC、LWP極顯著相關(guān)；隨干旱脅迫的加劇，脯氨酸（Pro）含量呈先升高后降低趨勢，丙二醛（MDA）含量呈逐漸上升趨勢，葉綠素相對含量SPAD值逐漸降低。

關(guān)鍵詞：凹葉厚樸；干旱脅迫；氣體交換；葉綠素?zé)晒?；生理特?/p>

中圖分類號： S718.43文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）13-0114-06[HS）][HT9.SS]

[HJ1.4mm]

收稿日期：2017-01-04

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃（編號：2011BAI01B06）；福建省科技重點(diǎn)項(xiàng)目（編號：2009Y0003）。

作者簡介：陳劍成（1989—），男，福建莆田人，碩士研究生，從事藥用植物栽培研究。E-mail：cjcheng15@139.com。

通信作者：陳禮光，副教授，主要從事森林培育研究。E-mail：fjclg@126.com。[HJ]

[ZK）]

凹葉厚樸（Magnolia officinalis subsp.biloba）為木蘭科木蘭屬落葉喬木，樹形雄偉，葉大陰濃，花大美麗，是良好的園林綠化和觀賞樹種[1]。凹葉厚樸材質(zhì)輕軟易加工、紋理細(xì)密美觀，是制造家具、雕刻、樂器的上等材料，同時，干燥的樹皮、根皮富含厚樸酚和厚樸酚等多種生物活性成分，具有溫中理氣、消痰破積、抗菌、鎮(zhèn)痛消炎的作用[2-8]，是一種集藥用、經(jīng)濟(jì)和科研價值為一體的野生優(yōu)良植物。

凹葉厚樸性喜涼爽潮濕、相對濕度大的山地氣候，畏酷暑、不耐干旱貧瘠。近年來，由于人類對森林資源的過度利用，凹葉厚樸的生存環(huán)境惡化，再加上其自然繁衍能力衰退，凹葉厚樸種群數(shù)量出現(xiàn)大面積減少，被列為國家Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)瀕危植物。楊旭等研究認(rèn)為，野生狀態(tài)下凹葉厚樸結(jié)實(shí)數(shù)量較少、出種率低，種實(shí)易受環(huán)境影響，干旱可能是限制凹葉厚樸生長發(fā)育和分布的關(guān)鍵因素[9]。在我國大部分凹葉厚樸產(chǎn)區(qū)，凹葉厚樸生長過程中均會遇到季節(jié)性不同程度的干旱脅迫，這可能是導(dǎo)致凹葉厚樸瀕危的原因之一。目前，對凹葉厚樸的研究主要集中在群體遺傳學(xué)、藥理作用、快繁體系構(gòu)建、瀕危生殖生物學(xué)、產(chǎn)品加工、生理特性、生長規(guī)律等方面[10-15]，而對水分生理的研究，僅見莊國慶等用PEG模擬干旱脅迫對厚樸生理生化影響的研究報(bào)道[16]，但不同干旱脅迫程度對光合生理的響應(yīng)研究還十分缺乏，對瀕危植物光合生理適應(yīng)力差的原因也未見分析。為此，本試驗(yàn)通過盆栽凹葉厚樸進(jìn)行連續(xù)性干旱處理，探討不同土壤水分狀況對3年生凹葉厚樸光合生理特性的影響，揭示凹葉厚樸幼苗對干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制和適應(yīng)能力，為凹葉厚樸引種栽培、造林應(yīng)用初期的水分管理提供科學(xué)理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗(yàn)盆規(guī)格為內(nèi)口徑30 cm，底徑20 cm，高40 cm。培養(yǎng)基為泥炭土、珍珠巖、河沙，配比為1 ∶[KG-*3]1 ∶[KG-*3]1，田間持水量為 28.5%。采用福建農(nóng)林大學(xué)中藥材GAP工程技術(shù)中心提供的3年生凹葉厚樸，移植后保持正常的光照和水分管理，緩苗60 d，備用。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院溫室進(jìn)行，取凹葉厚樸幼苗10盆，苗高（60.5±0.5）cm，基徑為（1.0±0.2）cm，其中5盆為對照組，每天正常澆水；2016年7月19日將試驗(yàn)植株澆透水，并開始進(jìn)行干旱脅迫處理，讓土壤水分進(jìn)行自然蒸騰；分別于0、6、12、18、16、24、30 d記錄植株的形態(tài)變化，測定凹葉厚樸幼苗土壤含水率（SWC）、葉片含水率（LWC）、葉片水勢（LWP）；選取頂端第3～5片健康無斑點(diǎn)的葉片，掛好標(biāo)簽，測定其光合參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)；測定后的鮮葉用錫箔紙包裹，液氮速凍，置于-80 ℃超低溫冰箱保存，測定相關(guān)生理指標(biāo)。

[BT2+*8]1.3測定方法

1.3.1水分指標(biāo)的測定利用浙江托普云農(nóng)科公司生產(chǎn)的TZS-IW型土壤水分速測儀測定土層深度為12 cm的土壤含水量；采用飽和稱量法[17]測定葉片含水量；剪取脅迫處理的葉片中部裝入直徑為4 cm、高為1 cm的樣品杯，采用美國 Decagon 公司生產(chǎn)的WP4C露點(diǎn)水勢儀，封閉樣品室測量葉片水勢，平衡5 min記錄讀數(shù)，重復(fù)4次。

1.3.2光合氣體交換參數(shù)的測定采用美國LI-COR公司生產(chǎn)的Li-6400 XT型便攜式光合測定儀LI-COR測定不同干旱脅迫間隔時間對凹葉厚樸凈光合速率的光響應(yīng)過程，不離體測定凹葉厚樸幼苗葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci），測定時間為上午9：00—11：30，遇陰天推遲1 d，重復(fù)3次，每重復(fù)記錄12個數(shù)據(jù)?？刂骗h(huán)境條件為：阻隔溫度25 ℃，干燥管鈕置于中間，相對濕度為70%～80%，CO2濃度為400 μmol/mol，氣孔率為0.5，LED紅藍(lán)光源光合有效輻射為1 200 μmol/（m2·s）。計(jì)算植物瞬時水分利用效率（PWUE）和氣孔限制值（Gs），公式為：endprint

[JZ]PWUE=Pn/Tr；

[JZ]Gs=1-Ci/Co。

式中：Co為葉外CO2濃度。

1.3.3葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定在光合參數(shù)測定后，采用美國產(chǎn)OPTI-sciences OS-5p+便攜式脈沖調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x測定葉綠素?zé)晒鈪?shù)[18]，重復(fù)4次。測定前暗處理30 min。

1.3.4生理指標(biāo)的測定采用日本產(chǎn)SPAD-502 plus葉綠素計(jì)測定葉綠素相對含量；分別采用硫代巴比妥酸法測定、紫外吸收法測定丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量[19-20]。重復(fù)4次。紫外光度計(jì)采用UV-265型紫外可見分光光度計(jì)。

[HTK]1.4數(shù)據(jù)處理[HT]

采用DPS 9.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行多重比較；采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析生理指標(biāo)間的相關(guān)性（P<0.05）；采用Excel 2003進(jìn)行繪圖。

2結(jié)果與分析

[HTK]2.1干旱脅迫對凹葉厚樸葉片水分生理及土壤含水率的影響[HT]

由表1可以看出，在干旱處理0～6 d土壤含水量（SWC）持續(xù)減少，6 d后變化趨勢平緩，隨著脅迫程度的加劇，脅迫30 d時土壤含水量甚至只有對照組的13.86%；而處理組的葉片含水率和水勢在0～12 d持續(xù)下降，分別下降了5.4%和7.51%，隨著脅迫程度加深，18 d時LWC急劇下降，在18～24 d之間下降了18.04%，24 d后下降變緩；12～24 d時LWP下降速率加快，24 d后下降變緩，最終保持在-4.59 MPa以上。LWC、LWP的變化這可能是植物在逆境下的響應(yīng)機(jī)制，通過減緩下降的速率，減少水分蒸發(fā)和提高水分利用率，以維持植物生理生化水平系列活動，是植物適應(yīng)干旱脅迫的表現(xiàn)。

[FL（2K2]從水分控制過程中，凹葉厚樸幼苗葉片由最初健康的油綠色到到后面卷曲干枯變黃。在停止?jié)菜? d時，植物仍表現(xiàn)出現(xiàn)比較飽滿的亮綠色；在12 d時凹葉厚樸的葉片出現(xiàn)萎蔫；隨著脅迫程度的加深，18～24 d時植株葉片蒸發(fā)耗水過快，萎蔫加劇，45%的嫩葉發(fā)黃，葉片邊緣因缺水出現(xiàn)葉卷且下垂跡象，并伴有傷害發(fā)黃病狀，是植物適應(yīng)干旱逆境的特征；在脅迫后期30 d時，葉片開始泛黃出現(xiàn)枯萎，36 d后葉片脫落，40 d無生長的現(xiàn)象。凹葉厚樸苗在12 d時仍有一定調(diào)節(jié)恢復(fù)能力，18 d后超出極限范圍，植物散失水分過多，葉片出現(xiàn)卷縮、干枯，甚至地上部分干枯死亡的現(xiàn)象。

2.2干旱脅迫對凹葉厚樸葉綠素含量的影響

葉綠素是反映光能轉(zhuǎn)化能力的重要參考指標(biāo)之一。隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，植株葉片SPAD呈降低的趨勢（圖1）。脅迫12 d處理組與對照差異達(dá)顯著水平（P<0.05），在土壤水分嚴(yán)重虧缺時（30 d），其含量僅為對照組的66.92%。推測凹葉厚樸苗葉綠素SPAD在脅迫過程中造成降解，可能對光合進(jìn)程造成了一定程度的影響。

[FK（W+50mm][TPCJC1.tif][FK）]

2.3干旱脅迫對凹葉厚樸氣體交換參數(shù)的影響

隨著土壤含水率（SWC）的下降，凹葉厚樸幼苗光合氣體交換參數(shù)Pn、Tr、Gs呈顯著下降的趨勢（圖2）。胞間CO2（Ci）在0～18 d時呈先顯著下降趨勢，18 d后顯著上升（P<0.05）；在6 d時，Pn和Tr分別比對照組下降了4.49%、487%，而氣孔導(dǎo)度（Gs）下降至0 d時的33.14%，且下降幅度較大。氣孔導(dǎo)度（Gs）對干旱脅迫反應(yīng)更敏感，可能原因是植物抵御干旱，而減小氣孔開度，這也可能是凹葉厚樸響應(yīng)干旱的一種重要機(jī)制；胞間CO2濃度（Ci）在18 d之后，隨著脅迫程度的加深，氣孔導(dǎo)度（Gs）的進(jìn)一步大量關(guān)閉，Pn、Gs、Tr大幅度下降，而Ci則轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?～18 d時Ci下降了2877%，18～30 d上升了30.90%，Ls與Ci相反，0～18 d 上升了118.37%，而18～30 d下降了41.48%，表明在干旱時間18 d之前Pn的下降是氣孔因素，而在18 d之后（即SWC<11.88%時），對Pn限制因素則轉(zhuǎn)為以非氣孔因素。

水分利用效率（PWUE）表現(xiàn)為先顯著上升后顯著下降再上升的趨勢（圖2）。在干旱脅迫的后期（12 d）達(dá)到最高值，相比對照組上升了134.7%。表明干旱脅迫顯著抑制了凹葉厚樸的Pn、Gs、Tr，不同程度地提高了PWUE。隨著SWC減少，凹葉厚樸受到干旱脅迫程度較嚴(yán)重，24 d后Pn、Tr急劇下降，在干旱脅迫30 d時值最低。干旱脅迫24 d后凹葉厚樸光合機(jī)構(gòu)遭受破壞，在30 d時，Pn最小。在凹葉厚樸的保護(hù)栽培和藥用造林應(yīng)用中，應(yīng)注意加強(qiáng)水分管理，保持土壤濕潤，充足的水分是凹葉厚樸生長的關(guān)鍵，注意避免植株失水過多導(dǎo)致胞間產(chǎn)生過多的活性氧而對植株造成傷害。[FL）]

[FK（W19][TPCJC2.tif][FK）]

[FL（2K2]2.4干旱脅迫對凹葉厚樸葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

隨著干旱脅迫程度的加深，凹葉厚樸的初始熒光（Fo）呈先升高后下降的趨勢（圖3）。在干旱脅迫前期光系統(tǒng)Ⅱ電子開放程度逐漸增大，瞬時釋放出大量的電子導(dǎo)致許多PQ電子門關(guān)閉，熒光Fo表現(xiàn)迅速上升，6 d時升高了 6.84%，在 12～24 d出現(xiàn)急劇上升，而在24～30 d變化不顯著；表明此階段其光系統(tǒng)Ⅱ關(guān)閉電子門和光系統(tǒng)Ⅰ捕獲的電子數(shù)量兩者隨干旱程度趨于一個動態(tài)平衡過程，可能是光合機(jī)構(gòu)啟動調(diào)節(jié)機(jī)制應(yīng)對干旱逆境；凹葉厚樸的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）、表觀光合電子傳遞速率（ETR）隨著干旱脅迫時間的延長和脅迫程度的加劇逐漸降低；0～18 d期間Fv/Fm仍處于較高值；24 d后，F(xiàn)v/Fm出現(xiàn)較大波動，下降至0.404，與對照組相比差異顯著（P<0.05），30 d時Fv/Fm僅有0.40。推測干旱脅迫程度的加深造成光系統(tǒng)Ⅱ中心復(fù)合物[捕光天線蛋白（LHCⅡ）]對2個光系統(tǒng)分配值顯著下降，凹葉厚樸開始受到脅迫。endprint

隨土壤含水量（SWC）降低，光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）逐漸下降，而同期非光化學(xué)猝滅系數(shù)（qN）卻逐漸升高（圖3）。干旱脅迫下qN值較對照組分別上升180.43%、259.87%、38169%、370.34%，在脅迫的后期30 d時急劇下降，其光合活性較0 d下降16.10%，其變化均達(dá)到了顯著水平（P<0.05）。

隨土壤含水量（SWC）降低，電子傳遞速率（ETR）逐漸下降（圖3）。6 d時ETR明顯下降（僅為對照的86.84%），顯著低于對照組（P<0.05）；在6～30 d時，持續(xù)下降；30 d時ETR值僅為對照的25%，差異顯著（P<0.05），說明光系統(tǒng)Ⅱ的量子產(chǎn)量收干旱脅迫持續(xù)下降，光合狀態(tài)的初級生產(chǎn)力降低。隨著脅迫時間的延長和脅迫程度的加劇，0～18 d時通過調(diào)節(jié)光合狀態(tài)的ΦPSⅡ下降速度來啟動qN途徑以增加過剩光能的消耗，qN隨SWC降低出現(xiàn)不同程度的上升，在18 d時凹葉厚樸葉片光保護(hù)能力達(dá)到峰值（對脅迫逆境有較好的響應(yīng)），而24 d時開始出現(xiàn)下降，表明此時旱脅迫導(dǎo)致熱耗散機(jī)制受損，超出光保護(hù)能力范圍，產(chǎn)生光破壞并表現(xiàn)葉片傷害癥狀，發(fā)現(xiàn)對葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)敏感。[FL）]

[FK（W17][TPCJC3.tif][FK）]

[FL（2K2]2.5凹葉厚樸光合生理指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

由表2可知，SWC與LWC、LWP及氣體交換參數(shù)（Pn、Gs、Tr）、葉綠素?zé)晒鈪?shù)（Fv/Fm、qP、ETR）均極顯著相關(guān)（P<0.01），與Ci、Ls顯著正相關(guān)（P<0.05），與PWUE、Fo極顯著負(fù)相關(guān)；水分生理指標(biāo)3個參數(shù)除與Ci、Ls達(dá)到顯著水平，與Pn、Gs、Tr均極顯著正相關(guān)，但與PWUE是極顯著負(fù)相關(guān)；LWC與qN達(dá)到顯著水平，SWC、LWC、LWP與Fo、Fv/Fm、ETR均極顯著相關(guān)，而與qN無顯著相關(guān)；光能轉(zhuǎn)化能力（Pn、Gs、Tr）與水分生理指標(biāo)（SWC、LWC、LWP）、葉綠素?zé)晒鈪?shù)（Fo、Fv/Fm、ETR）均極顯著相關(guān)，Ci與Fo、qN極顯著負(fù)相關(guān)，Ci、Ls與qP、ETR相關(guān)不顯著，與其他測量參數(shù)達(dá)到顯著水平；SPAD值與LWP、Ci、Ls、PWUE、qN相關(guān)不顯著，與Gs、qP相關(guān)性達(dá)到顯著水平，與其他測量參數(shù)相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平。

綜合各項(xiàng)光合指標(biāo)分析表明，光合生理指標(biāo)和土壤水分含水量（SWC）顯著相關(guān)。SWC與氣體交換參數(shù)及葉綠素?zé)晒鈪?shù)之間的分配系數(shù)皆較大，水分是植物光合作用及葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化主導(dǎo)因素之一。葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化反映了在干旱脅迫下凹葉厚樸光合機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和原初反應(yīng)過程。在脅迫后期，接近土壤表層SWC的的變化幅度越大。Pn、Tr、Fv/Fm和SPAD值與SWC呈極顯著相關(guān)，是反映光抑制或干旱脅迫對光合作用影響的敏感指標(biāo)。土壤水分虧缺影響凹葉厚樸外部形態(tài)和生理生化過程。

2.6干旱脅迫對凹葉厚樸幼苗Pro、MDA含量的影響[HT]

干旱脅迫下植物體內(nèi)積累脯氨酸（Pro）進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，Pro具有一定的水合力，其含量大小反映抗旱能力的強(qiáng)弱，它的積累可增加植物的抗旱性或抗?jié)B透脅迫能力。干旱脅迫下凹葉厚樸的Pro含量呈先增加后降低的趨勢（圖4）。與對照組相比，干旱脅迫6、12、18、24 d的葉片Pro含量分別升高46.34%、123.84%、251.17%、160.48%、132.53%，而24 d后又突然下降，30 d后含量僅為對照組的62.02%，推測可能是凹葉厚樸抵抗干旱能力超出耐受極限。表明隨著干旱脅迫時間的延長，凹葉厚樸幼苗葉片滲透物質(zhì)（Pro）顯著增加，干旱脅迫下凹葉厚樸葉片提高滲透物質(zhì)濃度而增加保水能力。

丙二醛（MDA）的含量反映脂膜過氧化作用水平，其積累量可反映膜結(jié)構(gòu)的受害程度[21]。隨土壤含水量（SWC）降低，丙二醛含量（MDA）總體呈上升的趨勢（圖4）。與對照組相比，處理24 d凹葉厚樸幼苗葉片MDA含量達(dá)到峰值，顯著升高121.37%（P<0.05），之后略有下降。表明在24 d時凹葉厚樸膜脂加劇氧化，活性氧自由基（ROS）積累增加，細(xì)胞膜系統(tǒng)受到一定程度的損害，Pn下降幅度較大。[FL）]

3結(jié)論與討論

在干旱半干旱地區(qū)，水分是影響樹木生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素，樹木對水分的虧缺反應(yīng)最為敏感。有研究表明，干旱是影響植物光合蒸騰的重要因素，通過影響樹木的氣孔開度、水分吸收機(jī)制來影響樹木生長。通常情況下，隨著土壤含水率（SWC）降低，植物生長發(fā)育、蒸騰耗水都會下降，其生理功能由最初變化到趨于穩(wěn)定并使抗旱脅迫能力增強(qiáng)，是適應(yīng)逆境脅迫的需要。胡義等對香樟干旱脅迫研究表明，土壤含水率SWC為5.50%時，香樟瞬時水分利用效率（PWUE）達(dá)到最高值[22]；柯世省對瀕危物種夏蠟梅進(jìn)行盆栽控水試驗(yàn)表明，SWC在12%～14%時PWUE有所上升，植物PWUE和能量利用率趨于最大、最優(yōu)化更有效實(shí)行水分的分配[23]。本研究中，與脅迫處理0 d時相比，脅迫6 d的葉片含水量（LWC）、葉片水勢（LWP）沒有顯著變化；隨脅迫時間的延長，PWUE逐漸升高，在脅迫24 d、SWC為6.37%時達(dá)到最大值，適度的水分虧缺仍可使植物獲得較高的PWUE，這與劉海燕等的研究結(jié)果[24-25]一致。

隨干旱脅迫時間的延長，土壤含水率持續(xù)下降，凹葉厚樸凈光合速率在脅迫處理12、18、24 d時出現(xiàn)較大波動，水分環(huán)境因子對凹葉厚樸Pn、Tr的影響較大。胡繼超等研究表明，干旱脅迫條件下，小麥Pn、Tr與WSC呈正相關(guān)，對水分生理反應(yīng)比其他環(huán)境因子的影響更為強(qiáng)烈[26]。李娟等研究發(fā)現(xiàn)，黃條金剛竹的葉片Pn、Tr與葉片LWP密切相關(guān)，受土壤可利用水分WSC的影響最為敏感[27]。本研究結(jié)果表明，干旱脅迫下，凹葉厚樸PWUE與LWC、LWP呈負(fù)相關(guān)，PWUE、Gs與光合參數(shù)Pn、Tr、Gs呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，脅迫處理12 d后，LWC、Gs、Tr有明顯下降，凹葉厚樸通過關(guān)閉葉片氣孔開度以減緩水分的流失速率，進(jìn)而提高PWUE維持正常的生理活動。endprint

氣孔是調(diào)控光合作用（吸收CO2）、蒸騰作用（排出水分）與外界氣體交換的通道，氣孔關(guān)閉是植物適應(yīng)逆境的調(diào)節(jié)反應(yīng)。脅迫處理6 d時，葉片Gs明顯下降，表明氣孔對干旱逆境響應(yīng)敏感，Gs關(guān)閉是植物抵御干旱脅迫的第一道防線；干旱脅迫處理6～18 d，凹葉厚樸幼樹葉片的Pn、Gs繼續(xù)下降，同時SAPD值、ETR也明顯下降，說明凹葉厚樸Pn的下降與Gs、SPAD值有關(guān)。Farquhar等研究發(fā)現(xiàn)，外界環(huán)境脅迫下，植物光合作用降低可分為氣孔關(guān)閉導(dǎo)致氣孔限制、光合作用RuBP羧化酶降低的非氣孔限制2種因素，判斷標(biāo)準(zhǔn)是Ci的變化方向[28]。本研究中，脅迫處理0～18 d，Pn、Gs伴隨Ci降低，由水分虧缺造成氣孔大量關(guān)閉，水分蒸騰減緩，空氣中CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞受阻，此階段是氣孔限制起主導(dǎo)因素；脅迫18～30 d，Ci濃度逐漸回升，細(xì)胞呼吸作用導(dǎo)致Ci增加，但被脅迫植株的光合作用明顯受到抑制，此階段Pn的降低是非氣孔限制起主導(dǎo)因素。另外，本研究表明，伴隨干旱脅迫程度的加深，葉綠素含量呈下降趨勢，這與Wu等的研究結(jié)果[29-33]一致；干旱脅迫24、30 d時，凹葉厚樸的葉綠素含量相對較低，此時凹葉厚樸的葉綠體發(fā)生不可逆的破壞。

葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)是一種廣泛應(yīng)用于研究和檢測植物干旱脅迫光合生理響應(yīng)的理想方法，無損、快速、靈敏[34-35]。本研究結(jié)果表明，隨干旱脅迫時間的延長，F(xiàn)v/Fm、ΦPSⅡ、ETR逐漸降低，F(xiàn)o、qN逐漸增高，表明PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化率下降，表觀電子傳遞受到阻礙，原初反應(yīng)受到明顯抑制，凹葉厚樸啟動葉黃素循環(huán)以調(diào)節(jié)光合色素吸收的光能，降低PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度，避免PSⅡ反應(yīng)中心受到損傷或可逆失活，過多的能量以熱和熒光的形式被耗散[36-37]。脅迫處理24 d后，F(xiàn)v/Fm、ΦPSⅡ、qN顯著降低，光合系統(tǒng)和PSⅡ酶活性受到不可逆的破壞[38]，天線色素?zé)岷纳⒐δ?、ETR、光合磷酸化系列過程受到抑制[39]，qN保護(hù)能力減弱，PSⅡ效能降低[40]。

丙二醛（MDA）含量是衡量脂膜過氧化作用水平和受害程度的重要指標(biāo)，其積累量越大，胞內(nèi)過氧化物積累量越多，對膜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致氧化損害的程度越嚴(yán)重。Pro是植物重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，干旱脅迫下植物體內(nèi)Pro含量迅速升高、細(xì)胞水勢降低、保水能力增強(qiáng)以適應(yīng)抗旱，避免植物受脫水傷害。脅迫處理18 d時，凹葉厚樸的MDA含量達(dá)到峰值，后又回落，葉片內(nèi)卷下垂嚴(yán)重，部分干枯變黃，Pro含量也較脅迫處理 0 d 時低，表明凹葉厚樸對干旱的響應(yīng)較為敏感，其適應(yīng)干旱的能力較弱。

總之，干旱脅迫處理6 d的凹葉厚樸對干旱具有一定的抵抗能力；12 d時由于SWC水分供應(yīng)持續(xù)下降，凹葉厚樸的葉綠素相對含量顯著降低，氣孔大量關(guān)閉，對光與CO2的利用能力降低，導(dǎo)致Pn降低，Tr持續(xù)降低；干旱脅迫12～18 d時，凹葉厚樸光合色素減少，葉片部分氣孔失去調(diào)節(jié)關(guān)閉能力，光合器官在一定程度上遭到破壞，直接或間接導(dǎo)致Pn急劇下降，凹葉厚樸的光合作用及葉綠素?zé)晒鈪?shù)有明顯變化。在凹葉厚樸人工林的經(jīng)營管理中，應(yīng)制定科學(xué)合理的水肥管理措施，及時補(bǔ)充水分并進(jìn)行遮陰處理。

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