缺苞箭竹不同光保护途径及其碳氮代谢对干旱胁迫的响应

干旱灾害是我国农林业发展的重要制约因素之一。随着我国干旱灾害日益频繁，大熊猫将会面临缺食危机，但有关大熊猫主食竹种之一的缺苞箭竹(Fargesia denudate) 对干旱响应机制却缺少研究。为此本项目以缺苞箭竹为研究材料，以干旱为逆境，从光保护途径和物质代谢角度对不同程度干旱胁迫下缺苞箭竹的响应机制进行研究，以明确缺苞箭竹不同光保护途径对不同程度干旱胁迫的响应差异及其交叉协同关系，揭示缺苞箭竹碳和氮代谢对不同程度干旱胁迫的耦合响应机制，为缺苞箭竹抗旱性、产量和品质提高以及大熊猫栖息地保护提供理论依据和实践指导。

干旱灾害是我国农林业发展的重要制约因素之一。随着我国干旱灾害日益频繁，大熊猫将会面临缺食危机，但有关大熊猫主食竹种之一的缺苞箭竹(Fargesia denudate) 对干旱响应机制却缺少研究。为此本项目以缺苞箭竹为研究材料，以干旱为逆境，从光保护途径和物质代谢角度对不同程度干旱胁迫下缺苞箭竹的响应机制进行了研究。主要研究结果如下：.（1）研究了缺苞箭竹不同光保护途径对不同程度干旱胁迫的响应。结果表明，中度和重度干旱胁迫均显著降低了缺苞箭竹叶片用于光合碳同化的电子流[Je(PCR)]和用于光呼吸碳氧化的电子流[Je(PCO)]，并伴随着交替电子流（Ja）的增加，且在中度干旱胁迫下Ja增加显著，这表明在干旱胁迫下缺苞箭竹叶片虽然没有启动光呼吸这一保护途径，但启动了水-水循环，特别在中度干旱胁迫期间。与此同时，干旱特别重度干旱胁迫显著增加了缺苞箭竹叶片叶黄素循环脱环氧化状态（DEPS）、非光化学猝灭（NPQ）及天线色素上耗散的能量JNPQ，表明干旱特别重度干旱胁迫下缺苞箭竹叶片能够通过增加依赖于叶黄素循环的热耗散来自我保护。此外，在干旱特别重度干旱胁迫下缺苞箭竹叶片能够启动SOD、CAT、APX、GR、MDHAR、DHAR及GSH这个相互协作的高效抗氧化防御系统。因此，尽管干旱胁迫显著增加了缺苞箭竹叶片H2O2含量及O2.-产生速率，但启动了水-水循环、热耗散及抗氧化防御系统，从而减少了其叶片膜脂过氧化。 .（2）研究了缺苞箭竹碳和氮代谢对不同程度干旱胁迫的响应。结果表明，干旱胁迫增加了缺苞箭竹叶片中蔗糖酶（INV）、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活力，特别在长期重度干旱胁迫下SS和SPS活力显著增加，因此，伴随着缺苞箭竹叶片蔗糖和可溶性糖含量的增加，而只有在长期重度干旱胁迫下可溶性糖含量显著增加，这些表明可溶性糖在长期重度干旱胁迫下起到了重要的渗透调节作用，而蔗糖发挥渗透调节作用较小。此外，干旱胁迫增加了缺苞箭竹叶片硝酸还原酶（NR）活力，从而增加了其硝态氮（NO3¯）含量，这能够促进植株生长以适应干旱环境；只有长期重度干旱胁迫显著增加了缺苞箭竹叶片谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活力，进而伴随着自由氨基酸含量的显著增加，这提高了植株细胞渗透势，从而减轻了干旱胁迫对植株的伤害。