大熊貓被譽(yù)為“活化石”和“中國國寶”，是世界上生物多樣性保護(hù)的旗艦物種，分布在四川、陜西和甘肅等省，而四川是其主要分布區(qū)，其主要食物為箭竹。箭竹作為一種淺根系植物，對(duì)水分需求較高，極易受干旱環(huán)境的影響。在干旱年份常會(huì)出現(xiàn)箭竹出筍少或不出筍以及竹葉脫落甚至提早開花死亡的現(xiàn)象。因此，一旦干旱強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，將嚴(yán)重影響箭竹生長(zhǎng)發(fā)育，更使國寶大熊貓面臨缺食危機(jī)。此外，干旱也會(huì)顯著降低土壤磷素的有效性。磷作為植物生長(zhǎng)所需重要營養(yǎng)元素之一，在糖代謝、能量代謝等方面都起著重要作用，被認(rèn)為是限制植物生長(zhǎng)發(fā)育的最重要元素。因此，施磷可提高植物對(duì)干旱環(huán)境條件的適應(yīng)能力。然而，在我國干旱頻率和強(qiáng)度日益增加的今天，特別是最近幾年我國西南地區(qū)屢屢發(fā)生嚴(yán)重的干旱災(zāi)害，造成了難以估量的損失，但有關(guān)箭竹對(duì)干旱逆境響應(yīng)及調(diào)控機(jī)制的研究卻鮮見報(bào)道，因而值得深入研究。

　　成都生物研究所地下生態(tài)學(xué)學(xué)科組博士研究生劉成剛在潘開文研究員、王彥杰副研究員的指導(dǎo)下，以青川箭竹為研究材料，從物質(zhì)代謝方面研究了青川箭竹碳氮代謝對(duì)不同程度干旱脅迫的響應(yīng)及磷對(duì)其調(diào)控機(jī)制。研究表明：長(zhǎng)期（30天）嚴(yán)重干旱脅迫下，青川箭竹葉片中淀粉酶活力增加,進(jìn)而加速了淀粉的降解；青川箭竹葉片中蔗糖酶活力增加的同時(shí)，蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活力也增加，使得蔗糖含量未受干旱影響。干旱脅迫增加了青川箭竹葉片中硝酸還原酶活力，進(jìn)而增加了其硝酸鹽的含量，而且也激活了其谷氨酰胺合成酶 /谷氨酸合成酶循環(huán)（GS/GOGAT循環(huán)），結(jié)果促進(jìn)了銨的同化；干旱脅迫下青川箭竹葉片中可溶性蛋白的水解加速，引起氨基酸的積累。短期（15天）干旱脅迫下青川箭竹葉片中膜脂過氧化（MDA）與其淀粉和脯氨酸的含量以及長(zhǎng)期干旱脅迫下青川箭竹葉片中MDA與其可溶性糖、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）和脯氨酸的含量呈顯著正相關(guān)。因此，在不同的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的干旱脅迫下，青川箭竹不僅能不同地調(diào)節(jié)其碳氮代謝來改善滲透調(diào)節(jié)能力，也能通過其碳氮代謝過程中不同代謝物來減少膜脂過氧化。與此同時(shí)，磷添加顯著增加了干旱脅迫下青川箭竹葉片的光合作用和相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGR），以及糖代謝過程中關(guān)鍵酶的活力，進(jìn)而伴隨著葉片中蔗糖含量的下降。然而，磷添加卻減緩了干旱脅迫下青川箭竹葉片氮代謝過程中關(guān)鍵酶活力，進(jìn)而減慢了硝酸鹽的還原和銨的同化。所以，磷添加能促進(jìn)干旱脅迫下青川箭竹的光合作用和蔗糖代謝，減慢其氮代謝，改變干旱脅迫下青川箭竹的相對(duì)生長(zhǎng)率（RGR）,進(jìn)而減輕干旱對(duì)青川箭竹的傷害。

　　該系列研究結(jié)果不僅對(duì)提高箭竹的抗旱性、產(chǎn)量及品質(zhì)具有指導(dǎo)意義，也可為大熊貓棲息地保護(hù)和林竹生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。該研究得到國家自然科學(xué)基金的資助，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Trees（2015）、Plant Physiology and Biochemistry（2015）等刊物上。

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