沙漠植物梭梭形态结构和生理特性与抗旱性的关系.doc

沙漠植物梭梭的形态结构和生理特性与抗旱性的关系
张毕阳
(甘肃农业大学植物学 9)
摘要:作为沙漠地区特有的灌木,尽管梭梭在干旱、高温、寒冷和风蚀等劣环境中顽强生存,对外界环境压力表现出极强的适应能力,但国内外对它的抗逆机理和育种工作的研究相对较少,而且主要集中在形态结构和生理水平上。
关键词:梭梭;抗旱性;生理特性;形态结构
引言
梭梭属植物是沙漠地区特有的超旱生、耐盐、耐风蚀植物,素有“沙漠卫士”之称,是一种优良的防风固沙植物,全球共有11种,主要分布在地中海到中亚的广大沙漠地区。其木质坚硬,火力强,是优良的薪炭材,有“荒漠活煤”之誉;其当年生枝条富含营养,是优良的牲畜饲料;还是“沙漠人参”——苁蓉的寄主。中国有梭梭和白梭梭2种。梭梭在我国主要分布在内蒙古、新疆、青海、甘肃和宁夏等省区,白梭梭仅分布于新疆北部。然而,由于人为因素和环境恶化,梭梭属植物资源受到严重破坏,已被列为国家二级保护植物。作为沙漠地区特有的灌木,尽管梭梭在干旱、高温、寒冷和风蚀等劣环境中顽强生存,对外界环境压力表现出极强的适应能力,但国内外对它的抗逆机理和育种工作的研究相对较少,而且主要集中在形态结构和生理水平上。
1梭梭生物学特性
梭梭Haloxylon ammodendron bge属藜科梭梭属,落叶灌木,耐寒暑、耐盐碱、抗风沙。小乔木,有时呈灌木状,高1~4m,树皮灰黄色,杆形扭曲;枝对生,有关节。梭梭寿命可达50年。5~6年高生长最为迅速,株高达3m以上,并开始结实,10年生进入中龄期,株高4~5m,开始大量结实;20年后生长逐步停滞,开始进入衰老期;35~40年枯顶逐渐死亡。梭梭根系发达,主根可深入地下10m,多侧根,为了能充分吸收水分,梭梭的侧根还长成上、下两层,为了有效地防止蒸发,梭梭的叶已退化成包有胶质的细长圆棍,靠绿色的嫩枝营光合作用。4月上、中旬萌发,5月下旬至6月上旬开花,其子房在干旱的夏季暂不发育,处于假休眠状态,直至9月下旬至10月上旬果实才成熟,秋季10月中下旬同化枝部分脱落,是旱生超旱生植物。梭梭具有冬眠和夏眠的特性,喜光性很强,不耐蔽荫抗旱力极强。在气温高达43
℃而地表温度高达60~70℃甚至80℃的情况下,仍能正常生长。抗盐性很强,幼树在固定半固定、%~%的沙丘上生长良好,%以下者反而生长不良。
2梭梭的抗逆基础理论
目前,在梭梭抗逆生理生化方面的研究还薄弱,对根部的研究更显不足。它的根、茎和枝表现出很强的抗逆特征;开花、结果和种子的发芽等也都显示出它适应干旱环境的能力,这些都急需在生理生化、细胞及解剖构造等基础理论方面加大研究。
(一)梭梭的抗逆分子机制
梭梭的同化枝具有完善的保水机制,是积累了脯氨酸、甜菜碱、无机离子等小分子物质而降低渗透势增强吸水能力,还是它的形态及内部结构特征引起的呢?植物遭受干旱胁迫的初期阶段,根部的响应对植物的生存是至关重要的,可是,对于根部感知较低土壤水势的机理,根部适应性反应的调控等知之甚少。梭梭根部是如何感知根部和干旱土壤之间的胁迫信号,进而促进根部的延长来寻着水源呢?这些都需从分子水平来解决。
然而,植物的抗逆性是数量性状,由多基因控制。从梭梭等沙漠植物的抗逆特征来看,它们的抗逆性是形态、组织结构、生理机制多方面的综合体现,不管