荒漠植物红砂光合产物分配及其对干旱胁迫的响应研究

以往的研究我们发现，在极端干旱胁迫下荒漠植物红砂叶片脱落，茎进行微弱的光合作用、随着干旱胁迫的加剧植物进入休眠期（茎相对含水量≤10%），此过程中茎和根系中光合产物含量增加，复水过程中其含量下降且植物重新生长，即具有复苏植物的特点。本项目应用13CO2 稳定同位素脉冲法对植物进行标记，通过测定红砂在干旱落叶、不同休眠时间和复苏三个阶段叶片、茎的气体交换特征，得出红砂净光合速率与水分条件的关系；通过测定这三个阶段碳水化合物和稳定碳同位素组成在叶片、茎和根系中的变化分析，揭示碳同化物分配与水分条件的关系及其生理生态作用；综合分析水分条件、休眠时间、光合产物分配和复苏能力之间的关系，科学判断红砂是否为复苏植物，阐明荒漠植物适应极端干旱环境的生活史对策和遇水复苏的机制，为荒漠植被的保护和重建提供重要的理论依据和应用资料，同时对我国从生命代谢角度研究C 循环起到积极的推动作用。

本项目对荒漠复苏植物红砂干旱、休眠和复苏三个阶段植物叶片和嫩枝的气体交换特征、叶绿素荧光、叶绿素含量与土壤水分的关系进行了分析；根、茎和叶片中碳水化合物含量与水分条件的关系进行了研究；干旱、休眠和复苏过程中叶片叶绿体和嫩枝的亚细胞结构进行了观察。主要结果如下：.1.在极端干旱下红砂通过叶片脱落，减少光照面积适应干旱；2.叶片脱落后通过嫩枝进行微弱的光合作用来维持生存；.3.在持续干旱过程中通过根系存储碳水化合物来维持休眠下的能量供给；.4.嫩枝中含有一部分叶绿体，在干旱休眠阶段，这部分叶绿体中的叶绿素保持完整，遇水后，根系中的能量和嫩枝中的叶绿体为其快速复苏提供了保证。.同时，对柠条和白刺的抗旱机理以及氮素添加对青藏高原高寒草甸植物群落物种丰富度及其与地上生产力关系的影响进行了研究。发表论文5篇：.1. Xu Danghui, Su Peixi, et al. Photosynthetic parameters and carbon reserves of a resurrection plant Reaumuria soongorica during dehydration and rehydration. Plant Growth Regul .2010. 60:183–190.2. Xu Danghui, Fang Xiangwen, et al. Ecophysiological responses of Caragana korshinskii Kom. under extreme drought stress: Leaf abscission and stem survives. Photosynthetica. 2012. 50 (4): 541-548..3.徐当会, 方向文, 等. 柠条适应极端干旱的生理生态机制--叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性. 中国沙漠.2012. 32(3):691-697..4.张杰琦, 李奇, 等.氮素添加对青藏高原高寒草甸植物群落物种丰富度及其与地上生产力关系的影响. 植物生态学报. 2010, 34 (10): 1125–1131..5.杨雪, 李奇, 等.两种白刺叶片及沙堆土壤化学计量学特征的比较. 中国沙漠. 2011.31(5):1156-1161.