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甘蔗(Saccharum officiarum L.)是重要的糖料作物,典型的C4植物,光合能力强。在当前气候变暖、干旱加剧的情况下,甘蔗的生产受到很大影响,甘蔗抗旱性研究是生产上的一个重要命题。本文选择抗旱能力差别较大的7个甘蔗材料,即强抗旱性的GT11、GT47,中抗旱性的GT46、GT49、ROC22和弱抗旱性的G98-56、YUE60,设置桶栽控水和干旱复水实验。在干旱处理前取样测定七个甘蔗品种叶片的解剖结构、光合特性、耐旱性,比较品种之间的差异;在控水期不同时段以及复水处理1、3、5天后测定不同抗旱性甘蔗品种光合特性及水力特征的变化,分析它们的水碳协调关系。结果为:1)叶片厚度、表皮厚度、叶肉细胞厚度表现为强抗旱>中等抗旱>弱抗旱品种;2)抗旱性强的品种叶脉密度显著高于抗旱性较弱的品种,气孔密度、叶脉密度和净光合速率正相关;3)强抗旱性品种的叶片具有较高的维管束鞘面积比率(BS:M),这种维管束鞘面积比率与净光合速率、水分利用效率正相关,与叶片膨压丧失点负相关。4)叶片耐失水能力与净光合速率正相关;5)叶片水分运输能力与净光合速率、气孔导度正相关;6)干旱处理过程中,甘蔗的光合能力、叶片导水率下降。复水后,抗旱性较强的甘蔗品种基本能恢复到对照水平,而抗旱性弱的品种不能完全恢复,且光合机构发生了不可逆的损伤。这些结果表明,抗旱性强的甘蔗品种更具碳水代谢优势,它们的高维管束鞘面积比率,既提高了叶片供水能力,又提高叶片CO2浓缩能力,进而利于获得高光合速率。同时,甘蔗的耐旱性与光合能力保持协调,叶片水分运输能力与光合能力、气体交换特征具有协同关系。抗旱性强的甘蔗品种在遭受水分胁迫时,受水力特征影响小,复水后可以恢复到对照水平。这些结果和结论对甘蔗抗旱栽培和育种具有重要指导意义,也为解释C4草本植物高光合效率提供了新证据。