闽楠幼苗对高温干旱复合胁迫的表型变化及其生理响应

doi:10.16088/j.issn.1001-6600.2025120102

摘要/Abstract

摘要： 闽楠Phoebe bournei作为亚热带珍贵树种,其幼苗在高温、干旱及两者复合胁迫下的表型与生理响应规律仍未清楚,制约了其在极端气候下的栽培调控与种质利用。本文以福建省沙县官庄国有林场选育的一年生实生苗为材料,在人工气候室内设置40 ℃高温、10%PEG-6000模拟干旱及其复合胁迫3个处理,以正常生长为对照,分别在0、6、12、24、48和72 h观测表型变化,并测定叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、丙二醛(MDA)等生理生化指标。结果发现,复合胁迫12 h梢端黄化萎蔫,72 h皮干变褐、叶片干瘪脆化;复合胁迫下叶绿素a降幅最大(72 h较0 h降低36.49%),整体呈“先升后降”趋势;膜脂过氧化方面,MDA在复合胁迫24 h达峰值(较0 h升高41.31%),随后骤降,表明在急性损伤后出现细胞坏死脱落;可溶性蛋白含量及SOD、POD、CAT活性均呈先升后降趋势,且复合胁迫峰值显著高于单一胁迫;叶绿素与抗氧化酶呈显著正相关,与MDA呈显著负相关。研究表明,高温干旱复合胁迫对闽楠幼苗的伤害显著大于单一胁迫,主要表现为活性氧(ROS)爆发、膜脂过氧化加剧和抗氧化系统功能崩溃。

关键词: 闽楠, 高温胁迫, 干旱胁迫, 复合胁迫, 叶片表型, 生理

Abstract: Phoebe bournei is a precious subtropical tree species. However, the phenotypic and physiological response rules of its seedlings under high temperature, drought and their combined stress are still unclear, which restricts its cultivation regulation and germplasm utilization under extreme climates. One-year-old seedlings bred at Guanzhuang State-owned Forest Farm in Shaxian County, Fujian Province were used as the research objects. Three treatments were established in a phytotron, including 40 ℃ high temperature, 10% PEG-6000 simulated drought, and their combination, with normal growth conditions as the control. Phenotypic changes were recorded, and leaf biochemical indices including chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, and malondialdehyde (MDA) were measured at 0, 6, 12, 24, 48, and 72 hours. The results showed that shoot tips yellowed and wilted at 12 hours. By 72 hours, stems turned brown and leaves became dry and brittle. Chlorophyll a showed the greatest decrease under combined stress. At 72 hours, chlorophyll a decreased by 36.49% compared with that of 0 hours and followed a “rise-first-then-fall” pattern. For membrane lipid peroxidation, MDA peaked at 24 hours under combined stress, increasing by 41.31% compared with that of 0 hours, and then dropped sharply, indicating acute injury followed by cell necrosis and abscission. The soluble protein content and the activities of SOD, POD and CAT all showed a trend of first increase and then decrease,and the peak value under combined stress were significantly higher than that under single stresses. Chlorophylls were significantly positively correlated with antioxidant enzymes and negatively correlated with MDA. The study indicates that,the damage of combined high temperature and drought stress to Phoebe bournei seedlings is significantly greater than that of single stress, which is mainly manifested by reactive oxygen species (ROS) burst, aggravated membrane lipid peroxidation and damage to the antioxidant system.

Key words: Phoebe bournei, heat stress, drought stress, combined stress, leaf phenotype, physiology

中图分类号: S792.24

杨浩, 刘荣林, 冯一倬, 李婧姝, 汤行昊, 曹世江. 闽楠幼苗对高温干旱复合胁迫的表型变化及其生理响应[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2026, 44(5): 235-246.

Yang Hao, Liu Ronglin, Feng Yizhuo, Li Jingshu, Tang Xinghao, Cao Shijiang. Phenotypic changes and physiological responses of Phoebe bournei seedlings to combined heat and drought stress[J]. Journal of Guangxi Normal University(Natural Science Edition), 2026, 44(5): 235-246.

参考文献

[1] 张俊红, 王洋, 周生财, 等. 闽楠群体遗传结构分析与核心种质库构建[J]. 林业科学, 2024, 60(1): 68-79. DOI: 10.11707/j.1001-7488.LYKX20230138.
[2] 姜冬冬, 林建勇, 李娟, 等. 播种环境对闽楠种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 广西林业科学, 2025, 54(1): 35-43. DOI: 10.19692/j.issn.1006-1126.20250105.
[3] 林建勇, 李娟, 李俊福, 等. 采集干扰对闽楠种群结构和数量的动态影响[J]. 森林与环境学报, 2020, 40(4): 377-385. DOI: 10.13324/j.cnki.jfcf.2020.04.006.
[4] 李志辉, 李柏海, 祁承经, 等. 我国南方珍贵用材树种资源的重要性及其发展策略[J]. 中南林业科技大学学报, 2012, 32(11): 1-8. DOI: 10.14067/j.cnki.1673-923x.2012.11.028.
[5] 王坤, 杨淑华, 丁杨林. 植物应答高温胁迫的机制研究进展[J]. 植物生理学报, 2023, 59(4): 759-772. DOI: 10.13592/j.cnki.ppj.400007.
[6] Sato H, Mizoi J, Shinozaki K, et al. Complex plant responses to drought and heat stress under climate change[J]. The Plant Journal, 2024, 117(6): 1873-1892. DOI: 10.1111/tpj.16612.
[7] 江海燕, 杜菊花, 史俐莎, 等. 植物高温胁迫响应分子机制研究[J]. 分子植物育种, 2021, 19(3): 1022-1030. DOI: 10.13271/j.mpb.019.001022.
[8] Li B L, Wang P P, Sun F, et al. Warm temperature-induced autophagy mediates selective degradation ofTIMING OF CAB EXPRESSION 1 thus promoting plant thermomorphogenesis[J]. The Plant Cell, 2025, 37(9): koaf211.DOI: 10.1093/plcell/koaf211.
[9] Adzigbe J, Frimpong F, Danquah A, et al. The responses and adaptations of rice (Oryza sativa L.) to drought stress: a review[J]. Climate Smart Agriculture, 2025, 2(4): 100080. DOI: 10.1016/j.csag.2025.100080.
[10] 汪媛艳, 柴成武, 纪永福, 等. 干旱胁迫对荒漠植物梭梭幼苗保护酶活性和渗透调节物质的影响[J]. 草业科学, 2025, 42(2): 288-294. DOI: 10.11829/j.issn.1001-0629.2023-0242.
[11] 陆依文. 叶片结构与植物水分生理的研究概况[J]. 林业世界, 2025, 14(2): 180-184. DOI: 10.12677/wjf. 2025.142021.
[12] Lesk C, Anderson W, Rigden A, et al. Compound heat and moisture extreme impacts on global crop yields under climate change[J]. Nature Reviews Earth & Environment, 2022, 3(12): 872-889. DOI: 10.1038/s43017-022-00368-8.
[13] 叶红, 王玉昆. WRKY转录因子在调控叶片衰老中的作用[J]. 植物生理学报, 2024, 60(6): 905-918. DOI: 10.13592/j.cnki.ppj.300233.
[14] 刘长远, 李光达, 万丽嫱, 等. 高温胁迫对不同熟期马铃薯品种幼苗部分生理指标的影响[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(4): 596-600. DOI: 10.12101/j.issn.1004-390X(n).201909023.
[15] Ashraf M, Harris P J C. Photosynthesis under stressful environments: an overview[J]. Photosynthetica, 2013, 51(2): 163-190. DOI: 10.1007/s11099-013-0021-6.
[16] 孙永江, 王琪, 邵琪雯, 等. 高温胁迫对植物光合作用的影响研究进展[J]. 植物学报, 2023, 58(3): 486-498. DOI: 10.11983/CBB22079.
[17] 郭文建, 刘海. 高温胁迫对玉米光合作用的影响[J]. 天津农业科学, 2014, 20(4): 86-88.
[18] 彭松, 郑勇奇, 马淼, 等. 高温胁迫下花楸树幼苗的生理响应[J]. 林业科学研究, 2011, 24(5): 602-608. DOI: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2011.05.011.
[19] 杨芳, 乔岩, 金中辉, 等. 高温胁迫对马铃薯幼苗活性氧代谢及生理特性的影响[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(11): 97-103. DOI: 10.15889/j.issn.1002-1302.2022.11.013.
[20] 陈小霞, 李磊, 牛洪斌, 等. 高温胁迫对不同小麦品种幼苗叶片中抗氧化酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2008, 37(12): 38-40, 58. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2008.12.011.
[21] 杨华庚, 陈慧娟. 高温胁迫对蝴蝶兰幼苗叶片形态和生理特性的影响[J]. 中国农学通报, 2009, 25(11): 123-127.
[22] 陈睿, 鲜小林. 褪黑素和海藻酸对高温胁迫下高山杜鹃抗氧化酶系统的影响[J]. 南方农业学报, 2024, 55(10): 2875-2885.
[23] 肖小辉, 李天成, 周湘林, 等. 干旱胁迫对闽楠幼苗的生长及生理特性的影响[J]. 中国农业文摘(农业工程), 2023, 35(3): 17-21.
[24] 洪鼎剀, 崔纪超, 武小霞, 等. 5个甘薯品种对干旱胁迫的响应及耐旱品种筛选[J]. 江西农业学报, 2025, 37(9): 52-60. DOI: 10.19386/j.cnki.jxnyxb.2025.09.009.
[25] 王益, 易锐, 史亮, 等. 楠属植物组学研究进展[J]. 世界林业研究, 2025, 38(1): 31-37. DOI: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2025.0009.y.
[26] Ru C, Hu X T, Chen D Y, et al. Photosynthetic, antioxidant activities, and osmoregulatory responses in winter wheat differ during the stress and recovery periods under heat, drought, and combined stress[J]. Plant Science, 2023, 327: 111557. DOI: 10.1016/j.plantsci.2022.111557.
[27] 耿蓓蕊, 高洁, 辜晓英, 等. 羌活种子发育过程中形态及生理生化指标动态变化特征[J]. 西北植物学报, 2024, 44(10): 1539-1548.
[28] 吴永波, 叶波. 高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响[J]. 生态学报, 2016, 36(2): 403-410. DOI: 10.5846/stxb201409201862.

相关文章 15

[1]	许祖元, 陈立, 杨宝婷, 冯一倬, 曹光球, 曹世江. 马大杂交相思低温生理响应及耐寒性评价[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2026, 44(4): 246-256.
[2]	罗蓉, 周岐海, 刘若爽. 非人灵长类动物粪便皮质醇代谢物的研究进展[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2026, 44(3): 1-12.
[3]	陈炯宇, 赵鑫鑫, 陈蕊蕊, 付海天, 盘欢, 郑华, 周时艺, 曾新华, 罗燕春. 20份木薯种质不同生育期对细菌性枯萎病的生理响应[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2026, 44(1): 126-142.
[4]	颜秋晓, 魏福晓, 林绍霞, 姜阳明, 邓廷飞, 王道平, 黄冬福. 不同钙镉化学计量关系对辣椒生理生化影响研究[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2026, 44(1): 143-155.
[5]	郭胜周, 许祖元, 刘荣林, 林秦民, 曹光球, 曹世江. 杉木ClHSP70基因的克隆及表达模式分析[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2025, 43(4): 213-223.
[6]	严翻翻, 张永清, 张萌, 合佳敏, 陈薇薇, 景茂雅. 亚硒酸钠对盐碱胁迫下藜麦生长及抗性的影响[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2025, 43(1): 58-64.
[7]	吴艳芬, 刘秋鸣, 刘卫欢, 蒙爱萍, 陈振翔, 刘灵. AMF与根瘤菌对间作大豆光合与呼吸代谢的影响[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2022, 40(2): 231-241.
[8]	曾志棚, 周洁, 卢伟敏, 陈俏媛, 贺思诺, 林万华. Sdr9c7^+/-小鼠的生长及高脂饲喂条件下血液生理生化指标分析[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2020, 38(3): 104-109.
[9]	张雅君, 马姜明, 苏静, 秦佳双, 莫燕华. 喀斯特石山克隆生长红背山麻杆的生理响应及耐受性评价[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2018, 36(4): 151-158.
[10]	庄枫红, 马姜明, 张雅君, 苏静, 于方明. 中华水韭对不同光照条件的生理生态响应[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2018, 36(3): 93-100.
[11]	庄枫红, 马姜明, 陈丽婷, 苏静, 张雅君, 于方明. 中华水韭对不同pH处理的生理生态响应[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2017, 35(2): 133-141.
[12]	宾石玉, 曾兰, 杜雪松, 张妍, 林勇, 唐章生, 张永德, 杨慧赞, 陈忠. 低温胁迫对罗非鱼血液生理生化指标的影响[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2014, 32(4): 120-125.
[13]	林科, 覃志松, 孙春凤, 黄廷磊. 基于电力线通信技术的健康监护系统设计[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2013, 31(2): 45-50.
[14]	李楠, 邓智年, 奉灵波, 周瑞芳, 魏源文, 曹辉庆, 李杨瑞. 甘蔗糖蜜酒精废液产腐殖酸的菌株筛选与鉴定[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2013, 31(2): 87-92.
[15]	石贵玉, 宜丽娜, 梁超红, 李明霞. 硒对镉胁迫下罗汉果组培苗生理生化特性的影响[J]. 广西师范大学学报（自然科学版）, 2011, 29(3): 60-64.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed