【摘 要】
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雌雄异株草本攀援植物具性别分化性、短命性、攀援性特点,越冬时的物质储备、生长策略、抗寒方式及再生潜力,决定其分布范围、生活史、濒危程度及生态功能,将影响森林生态系统组成、结构和功能。研究以广泛分布于城市森林中的野生葎草为材料,于越冬前(12月1日)、越冬中(1月15日)和越冬后(4月15日),通过测定雌雄株构件中可溶性糖(SS)、蔗糖(SU)、淀粉(ST)、丙酮酸(PA)含量和硝酸还原酶(NR)活
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雌雄异株草本攀援植物具性别分化性、短命性、攀援性特点,越冬时的物质储备、生长策略、抗寒方式及再生潜力,决定其分布范围、生活史、濒危程度及生态功能,将影响森林生态系统组成、结构和功能。研究以广泛分布于城市森林中的野生葎草为材料,于越冬前(12月1日)、越冬中(1月15日)和越冬后(4月15日),通过测定雌雄株构件中可溶性糖(SS)、蔗糖(SU)、淀粉(ST)、丙酮酸(PA)含量和硝酸还原酶(NR)活性,测定成熟和幼嫩叶的叶绿素含量与现实和潜在光合速率,测定越冬后构件存活率和再生率及再生构件性状与生物量分配比,分析雌雄株越冬过程的生理反应和再生策略的性别差异,探究越冬对葎草新生和成熟茎叶的生理代谢影响,研究雌雄葎草抗寒性及应对冬季降温的适应策略的性别差异,为该植物的开发利用提供依据。主要结果如下:1)冬季降温显著影响葎草叶片水势和茎叶含水量,水分代谢途径存在显著性别差异。雄株叶片水势和幼嫩叶含水量高于雌株(P<0.05),茎含水量低于雌株,降温对雄株叶片水势、茎叶含水量影响大于雌株(P<0.05)。雄株通过提高幼嫩茎叶含水量抵御降温使雄株更易失水,雌株采取了较为保守的水分策略,利于雌株提高水分利用率。2)冬季降温显著影响葎草叶片叶绿素含量和光合速率,光合作用存在显著性别差异。雄株Chla、Chla/Chlb和Chl(a+b)低于雌株,但叶绿素降解速度大于雌株,使雄株更易失绿且成熟叶先于幼嫩叶下降,使雄株光合作用的色素基础低于雌株。同时雄株通过气孔关闭应对降温,Ci大于雌株,而Gs和现实Pn及潜在Pn均小于雌株,使雄株光合同化能力低于雌株,使雄株物质能量累积能力低于雌株。3)冬季降温显著影响葎草抗性物质含量,雄株叶片和幼茎的SS含量大于雌株,茎叶的Pro含量和成熟茎的SS含量小于雌株(P<0.05),降温下成熟和幼嫩茎叶抗逆性物质含量有显著性别差异,雄株通过提高叶片和幼茎SS含量抵御降温,雌株通过转移大量SS和Pro到成熟茎贮藏营养越冬,使雄株呼吸消耗大于雌株。4)雌雄株在越冬前物质贮备有显著性别差异,雄株叶片中ST含量小于雌株而SS和PA含量大于雌株,其成熟茎和根的SS和ST含量均小于雌株(P<0.05),雄株通过提高叶中SS含量,增强茎和叶的呼吸抵御寒冷,雌株通过转移糖分到茎和根,通过根储备营养应对寒冷。雄株物质贮备能力低于雌株。5)雌雄株在越冬过程的存活率有显著性别差异。雄株植株存活率为26.67%,仅为为雌株植株存活率的34.78%。同时即使存活雄株的茎大量死亡,茎存活率仅为雌株的32.24%。雄株越冬株存活率和茎存活率低于雌株。6)越冬后雌雄株采取了不同的再生方式,雄株优先茎叶再生进行营养生长和拓展空间,雌株雌株几近放弃茎叶再生,而优先花序再生进行生殖生长,雌株茎、叶再生率仅为雄株的21.03%和23.82%,而花序再生率高达74.40%。雄株再生生物量为1.57 g·株-1,雌株为32.05 g·株-1,雄株仅进行茎和叶再生,雌株98.09%再生生物量用于花序再生,雌株茎、叶再生率仅为雄株的27.94%和47.19%。雌株再生花序柄和花序轴长及小花数大于越冬前正常花序,同时膨大萼片总面积达624.92cm~2·株-1,代替叶片为再生花序就近提供营养。综上,葎草具有极强的温度适应策略,通过调节叶片水势和茎含水量、改变新叶和老叶叶绿素含量和光合速率、激活生理代谢系统等途径应对冬季降温。但雌雄株采取了不同生长方式和越冬策略,在水分利用、光合退化、呼吸消耗、物质贮备等方面体现出性别差异,致使雄株的抗寒性和存活率显著低于雌株。同时,雌雄株越冬后采用不同的再生策略,为种群拓展和繁殖提供了保障。葎草具有极强生理调节能力,为提高抗寒性奠定了基础。
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