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温室气体排放导致的气候变暖以及极端降水事件的频发已成为制约植物生长和发育的主要气候因素。温度和水分作为植物生长必不可少的环境因子,两者的改变将对药用植物生长发育、光合作用、物质代谢、药用成分积累等生理过程产生一系列的影响。钩藤(Uncaria rhynchophylla(Miq.)Miq.ex Havil.)为我国重要药用植物资源,在治疗抑郁症、高血压等疾病方面有显著的临床疗效。本研究以钩藤为试验材料利用人工气候培养箱研究了对照温度(月平均温度)和升高温度(增温5℃)2个温度水平,对照降水(W0,30年月均降水)、降水减少45%(W-45%)和降水减少75%(W-75%)三个水分梯度及其协同作用对钩藤生理生态特性的影响,揭示钩藤对温度、降水及其协同作用的响应机制,对于理解和准确评估贵州地区药用植物对气候变化的响应和适应具有重要意义。主要研究结果如下:(1)温度升高、降水减少以及温度升高和降水减少交互作用均对钩藤的生长产生一定的影响。温度的升高促进了钩藤细胞的分裂,钩藤叶片总数和根生物量显著增加;降水量的减少一定程度上限制了钩藤细胞生长和分裂钩藤,叶片总数和叶生物量显著降低;温度升高加剧了降水量减少对钩藤的抑制作用,根长的生长和根生物量累积明显受到限制。(2)增温5℃后钩藤净光合速率、蒸腾速率均呈现上升趋势;降水量的减少则对钩藤光合作用呈现抑制作用,净光合速率随降水量的减少而下降;增温加剧了降水量减少对钩藤的光合作用的抑制程度,净光合速率显著下降。温度的升高有利于钩藤光合作用的进行;降水量的减少使钩藤受到气孔限制光合作用因此受到抑制;当降水量减少时温度升高加剧了水分亏缺情况,胞间二氧化碳浓度先上升后下降,钩藤光和机构可能受损,光合作用显著受到抑制。(3)钩藤叶片的淀粉、脯氨酸、可溶性蛋白含量在温度升高后呈现上升趋势;降水量的减少使钩藤遭受一定程度的渗透胁迫,钩藤叶片淀粉、可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量的累积可对钩藤提供保护作用;增温加剧了降水量减少造成的水分丧失情况,钩藤叶片淀粉、可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量随降水量的减少呈现先上升后下降的趋势。温度的增加促进钩藤的合成能力上升,降水的减少使淀粉部分发生水解,渗透物质含量增加以抵御外界胁迫,降水减少时温度的增加加剧了氧化胁迫程度,降水减少75%时温度的加剧使钩藤自我调节能力紊乱,渗透调节物质含量下降。(4)降水量的减少不利于钩藤细胞膜的稳定性能,随降水量的减少钩藤叶片丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基(O2-)含量均呈现增加趋势,膜脂过氧化程度加剧;温度的升高加剧了降水减少对钩藤的氧化胁迫程度,钩藤叶片MDA和O2-含量显著上升,抗氧化保护酶SOD、POD酶活性显著增强。温度增加时钩藤所含超氧阴离子自由基及MDA含量较低,钩藤处于较好生长状态;降水量的减少对钩藤产生一定胁迫,但钩藤活性氧产生与清除平衡关系维持在较稳定状态,说明降水的减少对钩藤造成的胁迫在可调节范围内;降水量减少后温度的增加则加剧了钩藤受到的外界胁迫,活性氧产生与清除平衡关系被破坏,钩藤受损严重。(5)降水量减少使钩藤全氮、全磷、全钾含量有不同程度的下降;温度的升高有利于钩藤叶片P含量和K含量的积累;当温度升高时降水量的减少不利于钩藤营养元素含量的积累,温度的升高和降水的改变对钩藤叶片所含N、P、K营养元素含量并无显著影响。(6)温度升高和降水改变对钩藤次级代谢产物影响显著。降水量的减少有利于钩藤叶片类黄酮、钩藤碱及异钩藤碱含量的累积;当降水减少至45%时温度的增加使钩藤叶片总生物碱、钩藤碱和异钩藤碱含量累积量达到最大,当降水减少至75%时温度的增加使钩藤叶片类黄酮累积量达到最大值。