环境胁迫对水生植物根系分泌小分子量有机酸(LMWOAs)的影响特征

作者：张治宏; 杨诗卡; 韩超^*; 许笛; 王兆德; 柯凡; 申秋实

来源：湖泊科学, 2020, 32(02): 462-471.

• 根系分泌物
• 小分子量有机酸
• 水生植物
• 环境胁迫

本文首次对马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、苦草(Vallisneria natans)、芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)、荇菜(Nymphoides peltatum)和菱角(Trapa incisa) 6种水生植物根系小分子量有机酸(Low Molecular Weight Organic Acids,LMWOAs)分泌差异性及其对环境胁迫(温度、缺磷和高铵态氮)响应特征进行研究结果证实6种受试植物根系分泌LMWOAs组成和含量具有明显的物种差异性;其中,甲酸、乳酸和草酸为主要有机酸温度可显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量而对种类影响不大,高温(30℃)刺激莕菜根系LMWOAs分泌量增加,但却明显抑制苦草和菖蒲根系LMWOAs分泌; 25℃时马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量最多缺磷和高铵态氮胁迫均会显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量和种类缺磷胁迫促进苦草、菖蒲和莕菜根系LMWOAs分泌量增加68.68%、55.30%和257.82%,并刺激乙酸和苹果酸等有机酸分泌;而缺磷胁迫可导致马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量降低38.72%、13.79%和58.99%,且乳酸、甲酸和丁二酸分泌完全被抑制;这表明苦草、菖蒲和莕菜三者能较好的适应缺磷环境高铵态氮胁迫下苦草根系LMWOAs分泌量和种类增加明显;而其余5种受试植物在高铵态氮胁迫下根系LMWOAs分泌量被明显抑制,尤其是乳酸、苹果酸和酒石酸含量显著降低综上所述,水生植物分泌LMWOAs特征差异性显著,可在一定程度上反映其耐逆境胁迫能力,本文结果将为水生植物生态修复机理和实践提供重要理论依据.

• 单位
  西安工业大学; 湖泊与环境国家重点实验室; 中国科学院南京地理与湖泊研究所; 建筑工程学院