冻融过程对荒漠区不同微生境下齿肋赤藓渗透调节物含量和抗氧化酶活力的影响

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作   者：

尹本丰;  张元明; 

作者机构：

中国科学院大学;  中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生物地理与生物资源重点实验室; 

关键词：

抗氧化酶;  生物土壤结皮;  渗透调节物质;  冻融期;  苔藓; 

期刊名称：

植物生态学报

基金项目：

生物结皮的人工培养及其对受损荒漠地表的生态修复
荒漠生物土壤结皮层中优势藓类对积雪变化及冻融的生理生态学响应
冻融对温带荒漠区生物结皮发育土壤碳通量的影响

i s s n：

1005-264X

年卷期：

2015 年 39 卷 05 期

页   码：

517-529

摘   要：

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)作为典型的耐旱藓类,广泛分布于世界干旱和半干旱荒漠地区,是古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中的优势藓类植物。该沙漠冬季具有稳定的降雪,初春的积雪融化为植物的生长提供了良好的水热条件。荒漠藓类植物叶片仅具一层细胞,对外界环境的变化十分敏感,有关荒漠藓类植物在冬季和早春地表冻融交替过程中如何适应环境剧烈变化的研究鲜见报道。该研究探讨了生长于3种不同微生境(活灌丛、枯死灌丛和裸露地)下的齿肋赤藓,经由冬季低温冻结到早春融雪复水再到春季中旬自然干燥过程中的生理生化变化特征。结果表明:不同冻融期、微生境及二者的交互作用能够显著影响齿肋赤藓的渗透调节物质(游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白)含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性(过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性)。冬季低温冻结期的极端低温和春季中旬的干燥环境使得齿肋赤藓可溶性糖和MDA含量,以及3种抗氧化酶活性均显著高于早春融雪期,可溶性蛋白含量显著低于融雪期。同时,在融雪期灌丛遮阴所形成的"冷岛效应"使得生长于灌丛下的齿肋赤藓植株可溶性糖和MDA含量显著高于枯死灌丛和裸露地。但灌丛的存在也为春季中旬干旱无雨期齿肋赤藓提供了一个相对良好(含水量高)的生活环境,其下齿肋赤藓的渗透调节物含量和抗氧化酶活性均显著低于其他两个生境。在整个冻融过程中裸露地齿肋赤藓的3种抗氧化酶活性均显著高于灌丛下,这可能是由于生活于裸露地的苔藓有更强的耐胁迫特性。