青藏高原區(qū)3種經(jīng)濟灌木的抗旱生理研究

宋維秀，王志濤，馬正華，趙盼盼，王永軍

（1.青海大學 農(nóng)牧學院，青海 西寧 810016；2.青海省農(nóng)林科學院林科所，青海 西寧 810003)

青藏高原區(qū)3種經(jīng)濟灌木的抗旱生理研究

宋維秀1，王志濤2，馬正華1，趙盼盼1，王永軍1

（1.青海大學 農(nóng)牧學院，青海 西寧 810016；2.青海省農(nóng)林科學院林科所，青海 西寧 810003)

以中國沙棘、金銀花、寧杞1號3種經(jīng)濟灌木為試驗材料，測定其葉綠素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、游離脯氨酸含量，比較分析其抗旱性。綜合各抗旱指標，結(jié)果表明：3種經(jīng)濟灌木的抗旱性大小順序為寧杞1號＞中國沙棘＞金銀花。

寧杞1號；中國沙棘；金銀花；抗旱性

青海省是全國四大農(nóng)林牧區(qū)之一，灌木經(jīng)濟資源十分豐富，也對灌木的開發(fā)做過不少工作，但均未形成氣候和規(guī)模，究其原因一定程度上與資源獨大、轉(zhuǎn)型不堅決、重視不夠、扶持不夠有很大關(guān)系。青海省可以因地制宜地發(fā)展鄉(xiāng)土灌木經(jīng)濟樹種，中國沙棘的開發(fā)就是一個成功案例，而對于引進樹種寧杞1號和金銀花等有經(jīng)濟價值、觀賞價值的灌木以及把我省有價值的灌木尤其是珍稀灌木很好地利用方面還有很大的欠缺。因此，無論從生態(tài)保護的角度還是從產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的角度，發(fā)揮特色灌木資源優(yōu)勢，都有著積極的作用。

長期以來寒旱成為嚴重制約青藏高原地區(qū)經(jīng)濟灌木發(fā)展的障礙因素，通過引種馴化尋找高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟樹木種源迫在眉睫[1]。本研究以處于青藏高原的青海東部地區(qū)為研究區(qū)，選用適合本地區(qū)生長的3個經(jīng)濟灌木樹種，采用花盆種植的方式，比較分析其抗旱性，探討其對干旱的抗性強弱，為后續(xù)研究確立其抗旱評價指標體系、篩選出耐干旱的種源、提高其造林成活率、擴大成林面積提供技術(shù)支持和理論依據(jù)[2]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為3種經(jīng)濟灌木：中國沙棘、寧杞1號、金銀花。種苗均來源于青海省馬珂河種苗實驗基地。

1.2 試驗方法

選用大田土并過篩，用大小一致的塑料花盆裝等量土育苗，種植后將花盆置于青海省馬珂河種苗實驗基地，露天培養(yǎng)。采用連續(xù)干旱法進行抗旱性鑒定[3]。至植株長出十片葉子之后進行干旱處理，對照組繼續(xù)正常澆水，干旱組停止?jié)菜?，當供試植?0%以上葉片表現(xiàn)出萎焉枯黃時進行復水，并在復水后第3天調(diào)查各供試植株的恢復情況，并測定各干旱指標。每個品種每一處理均3次重復。干旱脅迫前一次性澆透水（花盆底部有水滲透出來為止）。采樣時間為早上8:30～9:00，在每一品種的重復試驗的3個花盆中選取均勻一致、外觀大小形態(tài)相似的功能葉，取樣后用濕紗布包裹帶回實驗室。從停水當日和以后每隔4 d同時取對照組和處理組葉片測定如下指標：葉綠素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量[4]，連續(xù)干旱脅迫20 d。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)均采用SPSS11.5、Excel統(tǒng)計分析軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫處理下葉綠素含量的變化

葉綠素含量的變化直接反映植物的光合作用。干旱條件下葉綠素受到一定程度的破壞，葉綠素含量明顯降低[5]。

由表1可以看出，隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，3種植物體內(nèi)葉綠素含量均呈下降趨勢。由表2可以看出相同干旱脅迫條件下，3種樹種體內(nèi)葉綠素含量降低的百分率變化明顯，說明相同干旱脅迫處理下，3種植物體內(nèi)葉綠素含量積累程度差異顯著。由表3方差分析表可以看出，金銀花體內(nèi)葉綠素含量降低的百分率最高，與其它樹種差異達到極顯著水平，說明金銀花抗旱能力最弱；中國沙棘體內(nèi)葉綠素含量增長的百分率次之，與寧杞1號和金銀花差異達到極顯著水平，說明中國沙棘抗旱性次之，寧杞1號抗旱性能最強。

2.2 干旱脅迫處理下丙二醛(MDA)含量的變化

植物在逆境條件下往往發(fā)生膜脂過氧化作用，其主要產(chǎn)物丙二醛(MDA)會嚴重損傷生物膜。因此，通常用它作為膜脂過氧化指標，表示細胞膜脂過氧化的程度和植物對逆境條件反應的強弱。干旱條件下，發(fā)生了膜脂過氧化作用，導致MDA含量明顯增加[6]。

表1 干旱脅迫處理下葉綠素含量的變化Table 1Changes of chlorophyll content with drought stress treatments μg/g

表2 相同干旱脅迫處理下不同樹種葉綠素含量減少的百分率的變化?Table 2Chlorophyll content decreasing changes of different tree species with same drought stress

表3 干旱脅迫處理下不同樹種間方差分析Table 3Variance analysis of different tree species with drought stress treatments

由表4可以看出，隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，3種樹種體內(nèi)MDA含量均呈上升趨勢。由表5可以看出，相同干旱脅迫處理下不同樹種MDA含量增長的百分率變化均有顯著性差異。由表6方差分析可以看出，金銀花體內(nèi)MDA含量增長的百分率最高，與其它樹種差異顯著且達到極顯著水平，說明金銀花的抗旱性能最差；中國沙棘體內(nèi)MDA含量增長的百分率次之，與金銀花差異顯著達到極顯著水平；寧杞1號體內(nèi)MDA含量增長的百分率最低，與其它2個樹種差異顯著，說明寧杞1號抗旱性能最強。

表4 干旱脅迫處理下丙二醛含量的變化Table 4 MDA content changes with drought stress treatments μg/g

表5 相同干旱脅迫處理下不同樹種間丙二醛含量增長的百分率的變化Table 5 MDA content ascending percentage changes of different tree species with same drought stress

表6 干旱脅迫處理下不同樹種間方差分析Table 6 Variance analysis of different tree species under drought stress treatments

2.3 干旱脅迫處理下可溶性糖含量的變化

可溶性糖含量在植物滲透調(diào)節(jié)中起著重要的作用，可溶性糖含量的積累可調(diào)節(jié)組織的滲透勢，可以增加細胞液的濃度，降低冰點，對原生質(zhì)具有保護作用，提高植物抗性[7]。

由表7可以看出，隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，3種植物體內(nèi)可溶性糖含量均呈上升趨勢。由表8可以看出相同抗旱天數(shù)處理同一樹種可溶性糖含量上升的百分率變化均表現(xiàn)出差異顯著，說明3種植物對干旱的生理響應不同，抗旱能力差異明顯。進一步進行方差分析（見表9）得出，寧杞1號體內(nèi)可溶性糖含量上升的百分率最高，與其它2個樹種差異達到極顯著水平，說明寧杞1號的抗旱性能最強；剩余2個樹種之間無顯著差異，說明這2個樹種抗旱性相近。

表7 不同抗旱天數(shù)下可溶性糖含量的變化Table 7 Variations of soluble sugar contents with different drought resistance days %

表9 不同抗旱天數(shù)下不同樹種可溶性糖含量增加的百分率的變化方差分析Table 9 Variance analysis of soluble sugar content change of different tree species with different drought resistance days

2.4 干旱脅迫處理下脯氨酸含量的變化

脯氨酸在植物滲透調(diào)節(jié)中起著重要的作用，脯氨酸的積累可調(diào)節(jié)組織的滲透勢，可以增加細胞液的濃度，降低冰點，對原生質(zhì)具有保護作用，對提高抗性具有積極意義。干旱條件下脯氨酸會迅速積累，可以提高植物抗性[8]。

由表10可以看出，隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，3種樹種體內(nèi)脯氨酸含量均呈上升趨勢。由表11可以看出，相同干旱脅迫處理條件下3種樹種體內(nèi)脯氨酸含量上升的百分率變化明顯，說明干旱脅迫條件下，脯氨酸含量在植物體內(nèi)有不同程度的積累。從表12方差分析可以看出，寧杞1號體內(nèi)脯氨酸含量上升的百分率最多，與其它2個樹種差異顯著且達到極顯著水平，說明寧杞1號抗旱能力最強；中國沙棘體內(nèi)脯氨酸含量增長的百分率次之，與金銀花顯著差異但未達到極顯著水平，說明金銀花與中國沙棘抗旱性能相近。綜合分析，以脯氨酸含量作為衡量指標，這3個樹種的抗旱能力大小順序為：寧杞1號＞中國沙棘＞金銀花。

表11 不同抗旱天數(shù)下同一樹種脯氨酸含量增加的百分率的變化Table 11Proline content increasing changes of same tree species with different drought resistance days

表12 相同抗旱天數(shù)下不同樹種脯氨酸含量增加的百分率的變化方差分析Table 12Variance analysis of proline content increasing percentage of different tree species with same drought resistance days

3 結(jié) 論

不同生理指標反映出樹種抗旱性能不同，綜合這4種抗旱生理指標，得出這3個樹種抗旱能力大小為：寧杞1號＞中國沙棘＞金銀花。

抗旱性是一個受多種因素影響的復雜數(shù)量性狀，一個品種不是在所有的性狀指標上都表現(xiàn)突出，孤立地用一項指標評定植物的抗旱性強弱有一定的局限性[9]，很難真實地反映植物抗旱本質(zhì)，因此在評定植物抗旱性時應采用多個指標進行綜合評定，并與田間實際情況相結(jié)合，才能得出準確可靠的結(jié)果[10]。

抗旱鑒定是抗旱育種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中田間直接鑒定法簡單易行，又有產(chǎn)量的直觀結(jié)果，是最常用的方法，但此法受年際間環(huán)境條件變化的嚴重影響，重復性不好，受氣候的影響很大，如果僅僅局限于在大田里實驗，對于樹種生長發(fā)育前期、中后期在抗旱性指標鑒定一致性上存在誤差。盆栽鑒定工作量大，只能對小批量材料進行研究。而相比之下，在人工條件下模擬干旱對樹種的一些形態(tài)和生理指標進行抗旱性早期鑒定則具有重要的實際應用價值。

[1] 陳雅君，馮淑華，陳桂芬.植物抗旱性鑒定指標的研究現(xiàn)狀與進展[J].中國林副特產(chǎn)，2005，（6）：61-63.

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[7] 李德全,鄒 琦,程炳嵩.植物滲透調(diào)節(jié)研究進展[J].山東農(nóng)業(yè)大學學報,1991，22(1):86-90.

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[10] XU Bing cheng, SHAN Lun, HUANG Zhan-bin .Review on the Adaptability and Response of Turfgrass to Drought Stress[J].Chinese Journal of Grassland，2001,2：55-59.

Study on physiological indexes of drought resistance of three economic shrubs in Qinghai-Tibet plateau area

SONG Wei-xiu1, WANG Zhi-tao2, MA Zheng-hua1, ZHAO Pan-pan1, WANG Yong-jun1
(1.College of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, Qinghai, China; 2.Qinghai Academy of Agricultural and Forestry Institute, Xining 810003, Qinghai, China)

Based on Chinese seabuckthorn, honeysuckle, Ningqi No.1three economic shrubs as experimental materials, the main drought resistance physiological indexes were studied such as the contents of chlorophyll, soluble sugar, MDA, free proline. The results show that the drought resistance indexes of three economic shrubs ordered by magnitude: Ningqi No.1＞ China seabuckthorn ＞ honeysuckle.

Ningqi 1; China seabuckthorn; honeysuckle; drought resistanc

S722.3+6

A

1673-923X(2012)09-0028-04

2012-04-10

青海省科學技術(shù)廳科技支撐項目“大南山生態(tài)型經(jīng)濟林建植技術(shù)示范”（項目編號：2009-N-110）

宋維秀（1973-），女，青海湟源人，副教授，碩士，主要從事森林培育、種苗理論與技術(shù)方面的研究

[本文編校：謝榮秀]