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中华水韭(Isoetes sinensis)和莼菜(Brasenia schreberi)均为我国一级重点保护的野生植物,因其自然居群的大量丧失和种群数目急剧减少而濒危,而人类活动导致野生生境的破坏及适宜生境发生变迁是其濒临灭绝的主要原因。目前,对于濒危植物的保护措施主要是原生境保护和异地保护。本研究以中华水韭和莼菜为研究对象,采用水培法,分别观测不同pH处理(设置营养液初始pH为6.4、6.6、6.8、7.0和7.2等5个梯度栽培)、营养条件(设置对照、中营养条件和高营养条件3个营养模式栽培)和光照条件(设置全光照条件、70%光照条件和40%光照条件3个光照模式栽培)对中华水韭和莼菜叶片的生理生化特性和光合荧光特性的影响,通过测定其叶片的叶绿素、丙二醛、渗透调节物质含量、保护酶活性以及光合系统的变化,揭示中华水韭和莼菜对不同生境条件的生理生态响应特性,旨在探讨中华水韭和莼菜对pH、氮、磷浓度和光照等生态环境因子的适应能力,以期为中华水韭和莼菜的保护及生境选择提供重要的理论依据。主要研究结果如下:(1)随着pH升高,中华水韭的生理生化特性除叶绿素含量呈先上升后下降的变化趋势外,可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、过氧化物酶活性(POD)和过氧化氢酶活性(CAT)均呈先下降后上升的变化趋势,其中pH 6.6处理时,中华水韭的叶绿素含量最高,可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、POD和CAT酶活性最低。光合荧光特性中除非光化学猝灭系数(qN)呈先下降后上升的变化趋势外,PSII的最大量子产量(Fv/Fm)、有效量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(qP)、最大潜在相对电子传递速率(PPm)、快速光响应曲线初始斜率(α)和半饱和光强(IIk)均呈先上升后下降的变化趋势,其中pH 6.6处理时,中华水韭的qN最低,Fv/Fm、Yield、qP、Pm、α和Ik最高。说明偏酸性水体较适合中华水韭生长,而在水体偏碱性环境中受到一定胁迫。(2)随着pH升高,莼菜的生理生化特性除叶绿素含量呈下降的变化趋势外,可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、POD和CAT酶活性均呈上升的变化趋势,其中pH 6.4处理时,莼菜的叶绿素含量最高,可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、POD和CAT酶活性最低。光合荧光特性中除qN呈上升的变化趋势外,Fv/Fm、Yield、qP、Pm、α和Ik均呈下降的变化趋势,其中pH 6.4处理时,莼菜的qN最低,Fv/Fm、Yield、qP、Pm、α和Ik最高。说明偏酸性水体较适合莼菜的生长,而在水体偏碱性环境中受到一定的胁迫。(3)随着氮、磷浓度升高,中华水韭叶片的生理生化特性除叶绿素含量呈下降的变化趋势外,可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量和CAT酶活性均呈上升的变化趋势,而POD酶活性则呈先上升后下降的变化趋势。光合荧光特性中除qN呈上升的变化趋势外,Fv/Fm、Yield、qP、Pn、α和Ik均呈下降的变化趋势。说明了中华水韭在中营养条件下(N 0.4 mg·L-1、P 0.04 mg·L-1)耐受性较好,但在高营养条件下(N 1.2 mg·L-1、P 0.12 mg·L-1)耐受性较差,各项生理指标均显示出较大的损伤,其渗透调节能力和抗氧化能力上升,但光合作用能力下降,抑制了中华水韭的光合生理活动,进而影响其生长。因此,水体富营养化可能是造成中华水韭濒危的一个重要原因。(4)随着氮、磷浓度升高,莼菜叶片的生理生化特性除叶绿素含量呈先上升后下降的变化趋势外,丙二醛、脯氨酸含量、POD和CAT酶活性均呈先下降后上升的变化趋势,而可溶性糖含量则呈下降的变化趋势。光合荧光特性中除qN呈先下降后上升的变化趋势外,Fv/Fm、Yield、qP、α、Pm和Ik均呈先上升后下降的变化趋势。说明莼菜在较高的氮、磷浓度水体中生长良好,较好地适应中营养条件(N 0.4 mg·L-1、P 0.04 mgnL-1),但在对照条件下因氮、磷浓度过低,导致其渗透调节能力和抗氧化能力上升,光合作用能力下降,进而影响其生长。因此可以将莼菜种植于富营养化的湿地、湖泊中,更有利于莼菜的生长。(5)随着光照强度降低,中华水韭叶片的生理生化特性除叶绿素含量呈先上升下降的变化趋势外,可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、POD和CAT酶活性均呈先下降后上升的趋势。光合荧光特性中除qN呈先下降后上升的趋势外,Fv/Fm、Yiedd、qP、α、Pm和Ik均呈先上升后下降的趋势。对中华水韭的生理生化和光合作用有利的光照强度是全光照的70%左右,说明适度遮荫可以提高中华水韭的碳同化能力,增加光合产物的积累,促进其生长。(6)随着光照强度降低,莼菜叶片的生理生化特性即叶绿素、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量、POD和CAT酶活性均呈上升的趋势。光合荧光特性中除qN呈上升的趋势外,Fv/Fm、qP、α、Pm和Ik均呈下降的趋势,而Yield呈先下降后上升的趋势。对莼菜的生理生化和光合作用有利的光照强度是全光照,说明较强的光照有利于莼菜生长发育,弱光对莼菜的生长不利。