胡杨(Populus euphratica Oliv.)是我国西部荒漠地区抗逆性较强的树种,具有异叶性。前人研究发现,胡杨从披针形叶到锯齿卵圆形叶其叶片结构趋于旱生性,且抗性逐渐增强。本研究拟从活性氧清除机制入手,深入探讨胡杨异形叶的抗氧化能力,以期阐明其异叶性与抗逆性的生理生化机制。本文以胡杨的披针形叶、卵圆形叶和锯齿卵圆形叶3种典型形态叶为试验材料,对叶片的叶绿素含量、渗透调节物质含量、细胞膜稳定性、及抗氧化系统指标随季节(5月、7月和9月)变化的规律进行了分析。主要结果如下:1.3种形态叶的叶绿素含量与叶绿素a/b存在差异。随着季节的变化,叶绿素含量在披针形叶中递增,在卵圆形叶中先增后减,而在锯齿卵圆形叶中一直降低。3种形态叶片中叶绿素a含量高于叶绿素b。叶绿素a/b值在3种形态叶中的变化:锯齿卵圆形叶>卵圆形叶>披针形叶。5月份和7月份锯齿卵圆形叶与卵圆形叶中的叶绿素含量显著高于披针形叶。虽然9月锯齿卵圆形叶中的叶绿素含量下降,但其通过提高叶绿素a/b值,增强对光能的利用,是对其所处树冠上部夏季强光、秋季光照时间缩短的一种适应。2.3种形态叶的渗透调节能力存在差异。随着季节的变化,胡杨3种形态叶中的渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白质含量均呈递增趋势;可溶性糖含量在披针形叶中递减,在卵圆形叶与锯齿卵圆形叶中呈先减后增趋势。总体而言,从披针形叶到锯齿卵圆形叶,渗透调节物质含量增加。结果表明,锯齿卵圆形叶的渗透调节能力最强,对于强光照和水分亏缺胁迫具有较强适应性。3.3种形态叶中ROS代谢存在差异。随着季节变化,O2·-产生速率在披针形叶中先增后减,在锯齿卵圆形与卵圆形叶中递增;MDA含量在披针形叶中呈现递增趋势,在卵圆形叶中先减后增,而在锯齿卵圆形叶中一直递减;3种形态叶的电导率值变化幅度较小,且差异不显著。叶片对DPPH自由基的清除能力不同,随着季节的变化,披针形叶与卵圆形叶对DPPH的清除率先减后增,而锯齿卵圆形叶片对DPPH的清除逐渐减弱。其中,9月份披针形叶中O2-·产生速率最低而MDA含量最高。上述结果表明,3种形态叶的细胞膜稳定性较好,但活性氧水平存在明显差异。4.3种形态叶的抗氧化系统各指标变化不同。随着季节变化,披针形叶的SOD、POD、CAT、APX和GR活性均为先升后降,锯齿卵圆形叶与卵圆形叶的SOD活性先降后升而CAT活性先升后降、POD活性持续升高而GR活性递减,APX活性在锯齿卵圆形叶中先升后减,在卵圆形叶中一直升高。锯齿卵圆形叶的抗氧化酶活性>卵圆形叶>披针形叶。而且,POD活性差异最为明显。3种形态叶的POD同工酶谱带数相同,但活性有差异。其中,锯齿卵圆形叶的活性最高,披针形叶活性最低。黄酮和类胡萝卜素含量在披针形叶中随季节变化而递增,在锯齿卵圆形与卵圆形叶中先增后减;AsA含量在披针形叶中先减后增,在卵圆形叶与锯齿卵圆形叶中递增;3种形态叶的GSH含量均递减。其中,7月份叶片合成大量黄酮和类胡萝卜素,9月份叶片生成大量AsA。上述结果表明,ROS的积累不仅提高了抗氧化酶活性,而且促进了抗氧化物质的积累。对上述测定指标进行相关性分析,披针形叶中O2-,产生速率与POD、CAT和APX活性及黄酮和类胡萝卜素含量都存在极显著正相关(PP<0.01),卵圆形叶中的O2-产生速率与POD和APX活性及类胡萝卜素和AsA含量存在极显著正相关(P<0.01),锯齿卵圆形叶中的O2-.产生速率与POD活性及AsA含量呈极显著正相关(P<0.01)。结果表明,3种形态叶清除活性氧的机制不同。随着季节的变化,树冠上部的锯齿卵圆形叶和中部的卵圆形叶受强光、缺水的胁迫,所以其抗氧化能力强,而树冠下部的披针形叶抗氧化能力较弱。