孙小妹, 何明珠, 杨睿哲, 李金霞, 陈年来,*

1 甘肃农业大学资源与环境学院, 兰州 730070 2 中国科学院西北生态环境资源研究院 沙坡头沙漠研究试验站, 兰州 730000 3 西北农林科技大学资源与环境学院, 杨凌 712100

碳水化合物(carbohydrate, CHO) 是植物的光合产物,为植物提供生长繁殖以及维持生命的能量。近年来越来越多的证据表明碳水化合物也是一种信号分子,它可与激素、氮素等信号联络,参与调节植物体一系列代谢活动,并形成复杂的信号网络对植物的逆境响应、生长发育进行调控[1]。CHO通常分为结构性碳水化合物 (structural carbohydrates, SCs)与非结构性碳水化合物 (non-structural carbohydrates, NSCs)[2]。SCs主要包括木质素和纤维素,是植物形态建成的主要物质；而NSCs是植物体内表征碳收支状况的能源指标,主要由具有维持细胞渗透压和抵御逆境作用的可溶性糖(Soluble sugar, SS)[3]和具有贮存作用的淀粉(starch, ST)组成[4]。淀粉白天暂时储存于叶片,长期存储在根系和茎干中,用于满足未来植物生长的需求[5]。该两者会因环境因子的改变而发生转化作用,例如,长期水分亏缺会使淀粉转化为可溶性糖,增强细胞渗透调节作用,以抵御干旱伤害,故而NSCs构成变化是植物在干旱生境下生存的一个重要特征[6- 7]。

养分吸收是荒漠植物适应水分胁迫和营养元素限制环境的另一种重要生存机制[8]。其中N和P是植物生长所需的基本元素,N主要由可溶性蛋白N和类囊体蛋白N组成。可溶性蛋白N主要是Rubisco,而类囊体蛋白N是叶绿素形成的基础；大约75%的无机氮储存在叶绿体中,直接用于光合作用[9]。……