青藏高原东缘沙化区生物结皮中荒漠藻抗旱生理特性的研究

摘要

干旱和盐碱化是人类面临的世界性问题，也是制约生物结皮中荒漠藻类生长的主要环境因子。特别是我国西北干旱半干旱地区，随着水资源的日益缺乏，干旱和土壤盐碱化已成为该地区结皮演替和生态环境的严重威胁。
　　 本研究通过对青藏高原东缘沙化区生物结皮中荒漠藻类的野外考察、采样和实验室的培养，对该沙化区中藻类的抗旱性进行了详细的研究和综合性的评价，从而为筛选出抗旱性强的藻种奠定了基础。主要研究结果如下：
　　 1．渗透调节与脯氨酸、可溶性蛋白含量的变化。随着PEG渗透胁迫强度的增大，四种藻种体内游离脯氨酸的含量和可溶性蛋白的含量都呈现出先上升后下降的趋势。藻种一和藻种二体内游离脯氨酸的含量和可溶性蛋白的含量分别在20％PEG和30％PEG渗透胁迫下最高，藻种三体内游离脯氨酸的含量和可溶性蛋白的含量都在30％PEG渗透胁迫下最高，藻种四体内游离脯氨酸的含量和可溶性蛋白的含量郜在10％PEG渗透胁迫下最高。增加幅度越大，渗透调节能力越强，则抗旱性就越强。通过对比发现四种藻种中，藻种三体内的游离脯氨酸含量和可溶性蛋白的含量增加幅度最大，渗透调节能力最强，其抗旱性也最强，藻种四的渗透调节能力最弱，其抗旱性最弱。
　　 2．膜透性与丙二醛含量的变化。藻种一在10％PEG渗透胁迫下体内丙二醛的含量最高，藻种二、藻种三、藻种四在40％PEG渗透胁迫下体内丙二醛的含量最高，且膜透性与MDA的质量摩尔浓度在水分胁迫处理的过程中增幅最大，这说明干旱胁迫在10％PEG和40％PEG渗透胁迫条件下分别对藻种一和藻种二、三、四膜系统的伤害最大，膜脂过氧化程度最大，其抗旱性最弱；在20％PEG和30％PEG渗透胁迫条件下，藻种二、藻种三和藻种四体内的MDA质量摩尔浓度较小，膜透性较小，其抗干旱的能力较强，而藻种一随着渗透胁迫强度的增强，藻种一体内的MDA质量摩尔浓度呈现下降的趋势。通过对比发现藻种一在水分胁迫下，细胞膜的透性最小，膜脂过氧化程度最低，对藻种膜系统的伤害最小，其抗旱性最强。
　　 3．保护酶活性的变化。藻种一SOD和CAT的活性分别在30％PEG和20％PEG时最高，藻种二和藻种三SOD和CAT的活性都在20％PEG时最高，而藻种四SOD和CAT的活性在10％PEG时最高，说明藻种一、二、三消除氧自由基的能力较藻种四强，能够减轻活性氧自由基对藻种膜系统的伤害，使藻种表现出较强的抗旱性，藻种四的抗旱性较弱。随着PEG胁迫强度的增大，四种藻种SOD和CAT的酶活力降低，膜脂过氧化进一步加重，致使O2-、H2O2过多积累，使藻种体内的保护酶体系在维护膜的稳定性和清除自由基上不能够充分发挥作用，也不能够积极地消除氧自由基对藻种膜系统的伤害，从而导致藻种较弱的抗旱性。对比四种藻种体内SOD和CAT的活性变化，发现藻种一较其他三种藻种有着较强的抗干旱能力。

目录

文摘

英文文摘

第1章 前言

第2章 国内外研究进展

1 国外上壤藻类研究进展

1.1 土壤藻分类学的研究

1.2 土壤藻生态学的研究

1.3 土壤藻生理学的研究

1.4 分子生物学方面的研究

2 国内藻类研究进展

2.1 荒漠藻类种类组成的研究

2.2 荒漠藻类生态的研究

2.3 荒漠藻类的胞外聚合物

2.4 荒漠藻类的胶结机理

2.5 荒漠藻类的固沙能力

3 研究意义

第3章 材料与方法

1 实验材料

2 实验仪器

3 实验方法

3.1 土样的整理与保存

3.2 土样的预处理

3.3 藻类的培养

3.4 藻类抗旱生理的研究

4 结果与分析

4.1 藻种一抗旱指标的测定结果

4.2 藻种二抗旱指标的测定结果

4.3 藻种三抗旱指标的测定结果

4.4 藻种四抗旱指标的测定结果

4.5 小结

结论与建议

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

附录B 论文附图