荒漠草原猪毛蒿生长和代谢对降水变化的响应

• 作者: 陈生钢 庞丹波 陈林 卞莹莹 万红云 何文强 曹萌豪
• 来源期刊: 北京林业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 荒漠草原 猪毛蒿 降水变化 生长特征 代谢调控
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 林学|Forest Sciences
• 页码范围: 65-74
• 页数: 10页
• 分类号: S812.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210413

摘要

[目的]研究荒漠草原猪毛蒿生长和代谢特征对降水变化的响应,可为荒漠草原植被恢复与重建提供参考.[方法]本文采用野外增减降水试验,于2017-2020年研究了降水改变(增水30％、对照和减水30％)条件下猪毛蒿生长特征及其代谢产物,旨在探讨猪毛蒿生长代谢对降水改变的响应机制.[结果]在降水量较多的2018年(385.6mm),降水改变对猪毛蒿生长影响较小,而在降水较少的2020年(205.8 mm)猪毛蒿的地上生物量、密度、株高和冠幅对降水变化响应显著.在猪毛蒿茎叶中检测出772种代谢物,主要包括黄酮、酚酸类、脂质等.3种降水处理间具有显著差异的43种代谢物主要是黄酮、酚酸类、有机酸、脂质、氨基酸及其衍生物等.增加和减少降水处理间出现差异的代谢物为52种,差异代谢物以上调为主,上调数量占到了差异代谢物数量的76.07％,而增减水和对照处理三者间共同的差异代谢物仅为2种,说明水分可显著影响猪毛蒿生长代谢.在代谢通路方面,降水量改变主要影响了猪毛蒿茎叶的花青素生物合成通路、精氨酸生物合成与淀粉和蔗糖代谢通路.[结论]荒漠草原猪毛蒿通过增强地上生物量、密度、株高和冠幅等表型可塑性来适应降水的变化,降水偏枯年份的表型可塑性变异比丰水年更明显,而且降水变化可显著改变猪毛蒿茎叶代谢物,这可能是干旱环境下猪毛蒿生理可塑性的表现.虽然本研究发现了猪毛蒿在不同降水处理下差异明显的KEGG代谢通路,但差异通路上具体的调控机制还需要进一步深入探究.