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在中国,干旱和铅污染越来越成为限制森林生态系统生产力的重要因素,尤其对雌雄异株森林生态系统构成了严重的威胁。本文选择青杨雌雄植株一年生扦插幼苗为试验材料,采用盆栽试验的方法研究了重金属铅和干旱双重胁迫下雌雄幼苗的形态生长特征、生理生化指标、细胞超微结构的响应差异以及对铅污染土壤的修复潜力。为雌雄异株植物应对环境变化响应研究积累了重要的基础资料,同时也为重金属污染样地植物修复树种的选择提供借鉴依据。此外,采用青杨雌雄交互嫁接技术进一步探讨了雌雄青杨对干旱胁迫的差异响应机理。主要研究结果如下: 1.青杨雌雄植株对干旱胁迫、铅胁迫及其交互作用的响应差异。 叶面喷洒铅处理(Pbleaf)、叶面喷洒铅和干旱组合处理(Pbleaf+干旱)以及土壤添加铅和干旱组合处理(Pbsoil+干旱)明显影响了青杨雌雄植株的干物质积累、气体交换参数、长期水分使用效率、叶绿素荧光参数以及细胞超微结构,并且相比于雄性植株,雌性植株受到的不利影响更大。但是土壤添加铅处理(Pbsoil)几乎没有对雌株和雄株的形态学和生理学特性产生影响。雌雄植株在Pbsoil及Pbsoil+干旱条件下的生物浓度因子(BCF)、容忍系数(Ti)和转移系数(Tf)以及根、茎和叶的铅含量分析表明雌株和雄株分别适用于不同的植物修复策略:雄株有希望被开发为植物固定候选树种;而雌株有希望被开发为植物提取候选树种。 2.青杨雌雄交互嫁接植株对干旱的响应差异。 在水分亏缺条件下,雄根组合(F/M和M/M)比雌根组合(F/F和M/F)有更高的干物质积累(DMA)、根茎比(R/S)、净光合作用速率(Pn)、黎明前叶水势(ψpd)以及长期水分利用效率(WUE),并且其细胞超微结构损伤较轻。但是在水分充足条件下,雌接穗组合(F/F和F/M)比雄接穗组合(M/M和M/F)有较高的DMA、R/S和Pn,以及较低的WUE和ψpd。这些结果表明青杨雌雄植株对水分亏缺的敏感性主要由定位于根部的机制驱动,而不主要依赖于地上部分的基因型。相反,水分充足条件下,青杨雌雄植株的生长差异主要由地上部分驱动,很大程度上并不依赖于根系统。此外,研究表明将雌性接穗嫁接到雄性砧木上可以有效提高青杨雌株的水分亏缺容忍性。