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内蒙古典型克氏针茅种群抗旱性研究 适应是生命的本质特征之一。它不仅是生命的基本特征，也是生态活动的中心问题。对于植物来说, 适应是指植物在生长发育和系统进化过程中为了应对所面临的环境条件, 在形态结构、生理机制、遗传特性等生物学特征上出现的能动响应和积极调整 1 材料和方法 1.1 生境条件差异 本研究区域位于内蒙古锡林郭勒草原, 是克氏针茅草原分布的主要区域之一。2004年8月初, 在该区域选取5个克氏针茅样地, 其中苏尼特左旗种群和阿巴嘎旗种群生境条件相对干旱, 而西乌珠穆沁旗种群所处生境则相对较湿润。表1中列出的数据为2004年7月份测得数据, 样地间数据的差异与多年统计结果相符。在每个样地内, 于上午7∶00~8∶00之间采集克氏针茅叶片 (采集样品前7d样地内无降水) , 样品采用群体混合法, 共设20次重复, 用封口袋包好后放入液氮中, 带回实验室于-70℃冰箱保存, 用于生理指标的测定。 1.2 生理生化指标的测定 游离脯氨酸和游离氨基酸含量的测定采用酸性茚三酮比色法 1.3 数据分析 所用数据输入电脑, 在EXCEL进行图表的制作;数据差异显著性分析、Pearson相关分析以及聚类分析均在SPSS15.0软件上进行 2 结果与分析 2.1 基于游离脯氨酸和可溶性蛋白的含量 不同地理种群克氏针茅游离脯氨酸含量的分析结果显示:中间种群的游离脯氨酸含量低, 而两侧种群的游离脯氨酸含量较高;其中, 西乌珠穆沁旗种群的游离脯氨酸含量 (13.115mg/g DW) 显著高于其它种群;锡林浩特西种群叶片的游离脯氨酸含量最低 (1.797mg/g DW) , 且显著低于其它种群。游离氨基酸含量的分析结果表明:两侧种群的游离氨基酸含量较低, 中间种群的含量较高, 其中锡林浩特东种群叶片游离氨基酸含量 (16.222mg/g FW) 显著高于其它几个种群。可溶性蛋白含量的测定结果表现为西乌珠穆沁旗种群的含量显著低于其它4个种群, 而其它种群间则差异不显著。可溶性糖含量的变化趋势与游离脯氨酸含量的变化趋势相似, 也表现为两侧种群的含量较高, 而中间种群的含量较低。就以上4个指标的变化趋势可以看出:虽然生境条件自东至西逐渐干旱表现为梯度变化, 但所选择的4个指标并没有表现出一个自东至西的梯度变化, 而更多是表现为中间-两侧的变化趋势 (表2) 。 2.2 mda含量与锡林浩特东种群的关系 不同地理种群克氏针茅植株丙二醛 (MDA) 含量的分析结果显示:仅西乌珠穆沁旗种群MDA含量与锡林浩特东种群MDA含量之间存在显著差异 (表3) 。西乌珠穆沁旗种群所在生境相对湿润, 具有较低的MDA含量在某种程度上能够说明西乌珠穆沁旗种群受干旱胁迫的程度较低, 但这种理解并不能解释锡林浩特东种群具有最高的MDA含量。 2.3 种酶活性品种间的差异 通过对不同地理种群克氏针茅植株超氧化物歧化酶 (SOD) 、过氧化物酶 (POD) 和过氧化氢酶 (CAT) 活性的分析得出:三种酶活性在种群间的差异显著 (P0.05) ;阿巴嘎旗种群植株三种酶活性都为最高, 而苏尼特左旗种群活性值相对较低;总体来说三种酶活性在种群间的变化趋势不一致, 而同种酶在这5个种群间的变化与种群所在生境的干旱程度也没有显著的关联 (表4) 。 2.4 克氏针茅叶片生理生化指标与其他指标的相关分析 对不同地理种群克氏针茅叶片生理性状进行Pearson相关分析, 结果表明:除两对指标显著正相关外, 多数指标之间不存在显著的相关关系 (表5) , 这一结果表明克氏针茅叶片生理生化指标在不同环境中的变化并不表现为简单的两两相关, 而是以更为复杂的关系来适应所处的环境。 2.5 不同种群克氏针茅的生长情况 将8个生理指标所测得数据标准化后计算种群之间的欧氏距离, 所得结果在2.92~5.53之间 (表6) , 这一结果表明5个克氏针茅地理种群在生理性状方面的差异很大。其中, 来源于典型草原的锡林浩特西种群和来源于荒漠草原区的苏尼特左旗种群之间的欧氏距离最小 (2.92) , 即这两个克氏针茅种群之间的生理特征的差异最小。根据欧氏距离矩阵所得的UPGMA聚类图 (图1) 可以看出, 5个种群虽然并没有根据地理距离的远近或者是生境来源的不同进行分类, 但也基本能反映出生境条件对克氏针茅生理差异的影响, 如西侧的3个种群首先聚在一起, 然后与较东侧的锡林浩特东种群聚在一起, 最后与西乌珠穆沁旗种群聚在一起。 3 阿巴噶旗的保护酶系统 植物能根据土壤水分状况调节细胞渗透势, 使其在干旱季节、较低土壤水势、较低的空气湿度下, 吸收水分、保持一定的含水量、维持一定的膨压, 从而保证细胞很多生理过程如细胞延伸、光合作用、气体交换、酶活性、营养吸收的正常运行 以往研究认为, 丙二醛 (MDA) 是脂