赤峰36號楊幼苗對水分協(xié)迫的生理響應(yīng)

馮子娟

(喀喇沁左翼蒙古族自治縣林業(yè)局，遼寧 朝陽 122300)

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對林木抗旱性的研究較多，但對楊樹幼苗水分脅迫下的生理響應(yīng)尚少見報道。作者以赤峰36號楊(PopulussimoniiGarr.)1 a生幼苗為研究對象, 采用滲透脅迫處理的方法, 研究楊樹幼苗體內(nèi)生理指標(biāo)對不同滲透脅迫強(qiáng)度的響應(yīng), 旨在為水分脅迫下林木抗旱機(jī)理的進(jìn)一步闡明、林木抗旱能力評估及抗旱良種選育提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料及處理

5月中旬，在遼寧省朝陽縣林業(yè)苗圃，選取生長一致、健壯的赤峰36號楊1 a生幼苗。

將苗木置于1/ 2Hoagland營養(yǎng)液中過渡2 d。選用PEG 6000 ( 聚乙二醇) 作為滲透劑, 設(shè)置 10%、15%、20%3個體積分?jǐn)?shù)( V / V ) 對苗木進(jìn)行根際滲透脅迫處理( 相當(dāng)于ψw=-0.3 M Pa、-0.5 M Pa、 -0.9M Pa )，分別記為 A1、A2、A3( PEG分別溶解在1/ 2Hoagland營養(yǎng)液中)，以不加滲透劑為對照, 每個處理與對照均3次重復(fù), 處理72 h。試驗(yàn)期間溫度為25℃, 相對濕度為70%左右。

1. 2 脅迫處理各指標(biāo)的測定

水勢測定采用壓力室法； POD(過氧化物酶)測定采用木酚法；MDA(丙二醛)測定采用膜脂過氧化法；細(xì)胞質(zhì)膜相對透性測定采用電導(dǎo)儀法。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗木水勢

根據(jù)不同水分強(qiáng)度脅迫下幼苗水勢的測定數(shù)據(jù)作圖，結(jié)果見圖1a。

從圖1a中可以看出，在不同強(qiáng)度的滲透脅迫下, 楊樹幼苗葉片水勢均呈現(xiàn)不同程度的下降， 并且都較對照水勢低。說明在一定的水分脅迫范圍內(nèi), 楊樹幼苗水勢的響應(yīng)表現(xiàn)出一致性。高脅迫(A3)下降幅度稍大，在脅迫的第3天其水勢較對照下降 2.82倍, 說明 A3條件已對楊樹幼苗造成了嚴(yán)重的水分脅迫。

2.2 葉片 POD 活性

根據(jù)不同水分強(qiáng)度脅迫下POD 活性的測定數(shù)據(jù)作圖，結(jié)果見圖1b。

從圖1b中可以看出，脅迫強(qiáng)度和時間不同，各處理的 POD 活性變化不同。脅迫第1天各處理的 POD活性均高于對照；脅迫第2天各處理均達(dá)到最大值，其中A3處理的POD活性為各處理的最高值；隨著時間的延長出現(xiàn)下降趨勢，至第3天，低強(qiáng)度脅迫(A1)處理的POD活性已接近對照。從圖1b中還可以看出, 脅迫強(qiáng)度越大，POD 峰值越大；脅迫強(qiáng)度越低, POD活性峰值越小。

2.3 葉片 MDA 含量

根據(jù)不同水分強(qiáng)度脅迫下MDA 含量的測定數(shù)據(jù)作圖，結(jié)果見圖1c。

MDA 是脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物之一, 其含量可以表示脂質(zhì)過氧化的程度。從圖1c中可以看出, 在脅迫的第1天，A3處理的 MDA 含量明顯高于其他處理, 第3天上升到最高值。而A1和A2處理的MDA含量在第2天達(dá)到最大值，且隨著脅迫時間的延長呈下降趨勢，即在低或中等強(qiáng)度脅迫下MDA含量呈先增加后減少的狀態(tài)。

2.4 葉片細(xì)胞質(zhì)膜相對透性

根據(jù)不同水分強(qiáng)度脅迫下細(xì)胞質(zhì)膜相對透性的測定數(shù)據(jù)作圖，結(jié)果見圖1d。

從圖1d中可以看出，隨著脅迫強(qiáng)度和時間的延長, 除了A1處理的質(zhì)膜相對透性略高于對照外, A2和A3處理均顯著高于對照，且呈上升趨勢，至第3天達(dá)到最大值。由此可見，中等強(qiáng)度的脅迫就能使楊樹幼苗處于傷害狀態(tài)，脅迫強(qiáng)度越大傷害越大。

圖1 楊樹幼苗對不同水分強(qiáng)度脅迫的生理響應(yīng)

3 結(jié)論與討論

以赤峰36號楊1 a生幼苗為材料,采用滲透脅迫處理的方法，研究楊樹幼苗各生理指標(biāo)對水分不同強(qiáng)度脅迫的響應(yīng)，結(jié)果表明：在3種水分強(qiáng)度脅迫下，楊樹幼苗各生理指標(biāo)響應(yīng)不同，當(dāng)PEG 體積分?jǐn)?shù)為10%時，苗木水勢和POD活性與對照相比較，變化比較明顯，但MDA含量和質(zhì)膜相對透性變化不顯著，說明楊樹幼苗對水分脅迫的反應(yīng)存在一個內(nèi)在的調(diào)節(jié)機(jī)制，當(dāng)水分協(xié)迫在一定范圍時，可以通過自我生理機(jī)能調(diào)節(jié)適應(yīng)水分協(xié)迫；當(dāng)PEG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15 %時，雖然MDA含量與對照相比較變化不顯著，但苗木水勢、POD活性和質(zhì)膜相對透性卻發(fā)生了顯著變化，尤其是質(zhì)膜相對透性變化更為明顯，說明水分協(xié)迫已經(jīng)對細(xì)胞造成了傷害；當(dāng)PEG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時，4種生理指標(biāo)與對照相比較均出現(xiàn)顯著變化，說明水分脅迫對幼苗造成了嚴(yán)重傷害。

喀喇沁左翼蒙古族自治縣位于遼西地區(qū)，屬半干旱地帶，降水偏少，土壤含水量低，多為沙土，春秋多大風(fēng)天氣，生態(tài)環(huán)境相對脆弱。因此，在該地培育楊樹苗木，除采取土壤改良措施外，要特別注意土壤水分管理，經(jīng)常保持濕潤，土壤相對含水量以60%為宜，若低于50%則會影響苗木生長。

[1]謝寅峰,沈惠娟,羅愛珍,等.南方7個造林樹種幼苗抗旱生理指標(biāo)的比較[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999，23(4):13-16.

[2]謝寅峰,沈惠娟,羅愛珍.水分脅迫下4種針葉樹幼苗水分參數(shù)的測定[J] . 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1999,23(1):41-44.

[3]李美蘭,李德文,祖元剛. 植物體內(nèi)一氧化氮的來源及其在非生物脅迫中的作用[J]. 森林工程,2013,29(3):10-12.

[4]王晶,邱尚志,楊青，等. 水分脅迫下新西伯利亞銀白楊光合能力變化[J]. 森林工程,2014,30(2):1-5．

[5]李吉躍.植物耐旱性及其機(jī)理[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,1991,13(3):92-10.

[6]夏晗,黃金生. 低溫、干旱和鹽脅迫下沙冬青幼苗脯氨酸含量的變化[J].吉林林業(yè)科技，2007，36(4)：1-2，20.

[7]龔子端,李高陽.PEG干旱脅迫對植物的影響[J].河南林業(yè)科技,2006,26(3):21-23.

[8]張志良,翟偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) (第三版)[M].北京:高等教育出版社,2004.

[9]席萬鵬,郁松林,王有科,等.扁桃幼苗對水分脅迫的生理響應(yīng)[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2006,15( 6):135- 139.