秦岭荚果蕨和中日金星蕨对增强UV-B辐射的响应及机制

蕨类植物作为生物多样性的重要组成部分，对森林的养分循环、群落演替、林窗格局等都具有重要的生态学作用。臭氧层减薄UV-B辐射增强（280-315nm）对生物多样性产生直接影响。但目前关于蕨类植物对增强的UV-B辐射的响应及其机制知之甚少。本研究将采用自然背景的和增强的UV-B辐射环境来处理不同生境锻炼的秦岭荚果蕨和中日金星蕨类，通过测定其形态与叶片结构特征及其光合作用、UV-B辐射伤害与防御及碳、氮、类黄酮水平等相关的生理生化指标的变化趋势，分析蕨类植物对增强UV-B辐射的响应方式，进而探讨相关的作用机理。研究结果在揭示蕨类植物对增强UV-B辐射的生理响应途径和机制的同时，对于补充和完善种子植物对UV-B辐射增强的响应途径和机制具有重要的科学意义，推动植物物种对臭氧层减薄引起UV-B辐射增强响应模式的建立，为生物多样性保护提供可靠的理论依据。

采用自然背景和增强的的UV-B辐射环境来处理不同生境锻炼的荚果蕨和中日金星蕨，通过测定其形态与叶片结构特征及其光合作用、UV-B辐射伤害与防御及碳、氮、木质素、纤维素、可溶性糖、淀粉等相关的生理生化指标的变化趋势，分析发现：自然条件下，形态特征、光合作用指标、清除自由基的酶系统、叶片碳水化合物等数据均显示中日金星蕨明显适应强光和较为干旱的环境，而荚果蕨则能更好地适应阴生环境；试验园条件下，增强的UV-B辐射能使得蕨类植物的叶绿素a、叶绿素b、蛋白质、可溶性糖、淀粉含量下降，光合速率、气孔开度、水分利用效率降低，但是中日金星蕨下降幅度明显小于荚果蕨，增强的UV-B辐射能使得蕨类植物的脯氨酸、类黄酮物质、木质素、纤维素、丙二醛、过氧化氢含量升高，超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性增强，同样，中日金星蕨体现出来的抗逆性均要强于荚果蕨；其部分研究结果和种子植物对的UV-B辐射增强的响应方式一致，但是对于不同生境锻炼的蕨类植物而言，各自体现出来的抗逆性响应是不尽相同的。