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对于植物而言,其维持正常生存的基本环境条件之一就是温度。在气候条件极端的青藏高原,过度寒冷的气候使植物会受到不同程度的伤害。研究青藏高原植物的耐寒性不仅可以提供重要的理论支撑,而且在实际的物种保护中更具有应用价值。青藏高原上的一个常见种植物是风毛菊属植物,本文选取了分布在青藏高原东缘的三种风毛菊属植物:分别分布在不同海拔梯度长毛风毛菊(Saussurea hieracioides Hook. F.)、沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim.)和小花风毛菊(Saussurea parviflora DC.)为材料,测定了三种风毛菊属植物在低温胁迫下的叶绿素含量、丙二醛含量、Pro含量、相对电导率、SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性糖以及可溶性蛋白含量等生理指标,讨论了三种分布于青藏高原东缘不同海拔梯度的风毛菊属植物面对低温胁迫时自我保护的生态适应机制,希望能够达到为青藏高原东缘高寒草甸植被恢复和其常见种风毛菊属植物的生理适应机制提供理论依据的目的。 本文对三种不同海拔梯度的风毛菊属植物植株进行低温胁迫处理,实验进行了五个温度梯度的处理,分别测定10℃、5℃、0℃、-5℃、-10℃温度胁迫条件下风毛菊属植物的各项生理指标,结果表明: (1)三种风毛菊属植物的叶绿素a及叶绿素b含量为响应低温胁迫,在实验中均出现降低趋势,通过这样的变化来减轻过剩光能造成的活性氧伤害。此外,长毛风毛菊始终具有较高的叶绿素含量,可能是因为这有利于植物的光合反应,以形成可溶性糖和可溶性蛋白等溶质对抗低温胁迫带来的伤害,这一点在其可溶性糖及可溶性蛋白的含量始终高于沙生风毛菊和小花风毛菊中可以得到映证。 (2)三种风毛菊属植物随着低温胁迫处理温度的降低,机体均受到一定程度的损伤,因此丙二醛含量及相对电导率均出现不同程度的升高。其中长毛风毛菊丙二醛含量及相对电导率随胁迫温度降低而上升的趋势最缓慢。 (3)为了对抗低温胁迫造成的氧化损伤,三种风毛菊属植物经过低温处理后超氧化物歧化酶、过氧化氢酶以及过氧化物酶的活性都有不同程度的增强。然而,随着胁迫温度的不断降低,酶系统对冻害的抵御能力并不是无止境的,因此在低温处理的后期,沙生风毛菊和小花风毛菊的抗氧化酶活性出现了降低的情况。 (4)类胡萝卜素、脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白在植物受到外界环境胁迫后都能体现出一定程度对细胞的保护能力,因此三种风毛菊属植物经过低温胁迫后上述四种物质含量均出现不同程度的升高,以对抗低温胁迫带来的损伤。然而,由于植物抗低温胁迫的能力有差异,因此随着胁迫温度的不断降低,长毛风毛菊中上述四种物质呈现出增长缓慢或下降缓慢趋势,小花风毛菊中上述四种物质呈现急剧下降的趋势。 根据以上实验结果表达的意义在于,三种风毛菊属植物抵抗低温胁迫的能力是存在差异的,长毛风毛菊(S. hieracioides)最强,沙生风毛菊(S. arenaria)次之,小花风毛菊(S. parviflora)最差。这可能是因为三种风毛菊中,长毛风毛菊分布的海拔最高,一般分布在海拔3500-4200米之间,因此,长期处在高海拔的长毛风毛菊经过长久的进化,已经形成了对低温胁迫更强的耐受性,而小花风毛菊的分布海拔范围在三种风毛菊属植物中属最低,一般分布在海拔1600-3500米之间,因此其生存环境的温度略高于长毛风毛菊和沙生风毛菊,故其对抵抗温胁迫带来伤害的能力最弱。