Mekanismer av torka motstånd i ökenväxter

Torkmotståndets mekanismer kan delas in i tre primära typer. För det första är växtens förmåga att slutföra sin livscykel innan ett allvarligt underskott av växtvatten utvecklas.

1. Torka undan :

Torka eskapare, eller efemaler, dyker upp snabbt efter kraftigt regn i ökensamhällen. De växer snabbt och producerar frö innan markens vattenförsörjning är utarmad och man anser att de inte har några speciella fysiologiska, morfologiska eller biokemiska mekanismer för att klara vattenmangel.

Det är emellertid känt att många sommarememaler har en Kranz-typ-anatomi som är typisk för C4-vägen för fotosyntes som ökar effektiviteten i vattenanvändningen. Ephemeraler verkar överleva torra miljöer på grund av deras snabba tillväxt och utvecklingsplasticitet. Under torra förhållanden förekommer lite vegetativ tillväxt och det finns få blommor och frön, men i våta år möjliggör deras obestämda tillväxtvanor stora mängder frö att produceras.

2. Torka Tolerans med Lågvävnad Vattenpotential :

För det andra, torktolerans vid lågvätskevattenpotential genom mekanismer som möjliggör upprätthållande av turgor och / eller ökar protoplasmens tolerans till uttorkning. Turgor kan bibehållas som vattenpotential minskar på grund av ackumulering av lösta ämnen som sockerarter som sänker den osmotiska potentialen eller den kan bibehållas genom hög vävnadselasticitet.

Så få mätningar av vävnadselasticitet har gjorts och det verkar osannolikt att fullständigt expanderade vävnader skulle öka i elasticitet som svar på lågvattenpotentialer, uppehållandet av turgor verkar huvudsakligen vara genom ackumulering av lösningsmedel. Munns et. al. (1979) fann att de viktigaste lösta ämnena som ackumulerades i vetblad under torka stress var "sockerarter och aminosyror.

I andra växter ackumuleras organiska syror, kalium och klorid till betydande nivåer. Mycket uppmärksamhet har också givits rollen av prolin och betainackumulering i växter under vattenstress. (Wyn Jones & Storey 1981). Uppsamlingen av prolin och glycinebetain kan vara ett direkt svar från växten till stress eller eventuellt en biprodukt av stressen genom dess effekt på cellmetabolism, såsom proteinsyntes. Därför följer inte att graden eller graden av ackumulering av prolin eller glycinebetain är ett index för torktolerans som kan användas av växtförädlare.

Protoplasmiskt motstånd mot vattenunderskott uppvisas bäst i "uppståndelsen" växterna och i snabbtorkande mossar som Tortula ruralis som kan återuppta normal cellmetabolism inom några minuter av rehydrering. Det är möjligt att prolin, glycinebetain eller andra cytoplasmatiska, toxiska lösningsmedel kan ackumuleras som skyddar membranen och makromolekylerna mot allvarlig dehydrering.

3. Torka tolerans vid hög vävnad Vattenpotential :

Torktoleransen vid hög vävnadsvattenpotential är i första hand en mekanism för att minska torka genom att undvika vävnadsdehydrering.

Växter i denna kategori kan upprätthålla hög vävnadsvattenpotential genom mekanismer som upprätthåller vattenupptagning eller reducerar vattenförluster under torra förhållanden. Vattenupptagning kan bibehållas antingen genom ökad rottetthet eller genom att växa djupare.

Mekanism för att minska vattenförlusten innefattar regler för stomatalöppningen och utvecklingen av en ogenomsläpplig nagelkropp. Tyvärr, när CO ₂ träder in via stomatan resulterar en minskning av vattenförlusten genom minskad stomatalöppning också i minskad fotosyntes och så småningom växtutbyte.

Vattenförlusten kan emellertid minskas genom bladrörelser och förändringar i reflektansen hos blad som minskar mängden absorberad strålning. Wilting, produktion av hår, ytvax eller salt ökar alla bladreflektans. Slutligen kan avverkning av de äldre nedre löven minska vattenförlustens hastighet av många växtarter.