4個(gè)楊樹新無性系的抗旱性研究

邱 興，呂小鋒，李曉東，樊軍鋒＊，趙文木，史禹博

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊陵712100；2.隴縣八渡林場(chǎng)，陜西 隴縣721200；3.玉屏侗族自治縣林業(yè)局，貴州 玉屏554000；4.浙江省常山油茶研究所，浙江 常山324200）

楊樹生長(zhǎng)迅速，適應(yīng)范圍廣，纖維形態(tài)較好，是中國“三北”（東北、華北和西北）防護(hù)林體系、速生豐產(chǎn)林基地建設(shè)最主要的造林樹種，也是目前迅猛發(fā)展的工業(yè)紙漿用材及林紙一體化產(chǎn)業(yè)的首選樹種［1-4］。

干旱是影響植物分布和生長(zhǎng)發(fā)育的主要環(huán)境因子之一，其危害程度在諸多非生物脅迫中占首位［5］。由于楊樹的分布區(qū)域大部分屬于干旱半干旱地區(qū)，水分缺乏是其主要遭受的逆境之一［6-7］，因此選育出速生、抗旱的楊樹品種也就成為育種研究的重要內(nèi)容。

本研究采用人工盆栽控水試驗(yàn)，以美洲黑楊×青楊派的4個(gè)雜交新無性系06-57×川1、07-69×青1、06-69×卜1、07-西大寨×卜1和2個(gè)對(duì)照品種陜林4號(hào)、中綏12楊為研究對(duì)象，探討水分脅迫對(duì)6個(gè)楊樹無性系（種）的生長(zhǎng)及生理指標(biāo)影響，綜合分析其幼苗對(duì)干旱的適應(yīng)和抵抗能力，以期為選育出優(yōu)良抗旱雜種新無性系及后續(xù)的栽培管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

供試材料06-57×川1、07-69×青1、06-69×卜1、07-西大寨×卜1楊是西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院楊樹良種選育課題組從美洲黑楊×青楊派雜交無性系中選育出來的4個(gè)新無性系，對(duì)照種選取抗旱性較好的陜林4號(hào)、中綏12楊。各無性系（種）穗條均于2014年3月中旬取自西北農(nóng)林科技大學(xué)周至渭河林場(chǎng)實(shí)驗(yàn)站1年生楊樹對(duì)比試驗(yàn)林。

6個(gè)無性系（種）穗條于2014年3月中旬扦插于塑料盆中，盆高30cm，內(nèi)徑30cm，盆中裝土12kg，所用土壤為關(guān)中平原楊凌地區(qū)壚土，田間持水量為25%。將盆栽苗木放置于校園防雨棚中（保證四周通風(fēng)，使生長(zhǎng)環(huán)境除降雨外，與自然環(huán)境接近），在充足水分條件下正常生長(zhǎng)，選擇生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗于6月初進(jìn)行控水處理。設(shè)置3種土壤含水量水平：水量分別為田間持水量的100%（CK）、60%～50%（Ⅰ）、40%～30%（Ⅱ），每個(gè)水分處理設(shè)置6次重復(fù)。每天8：00和19：00采用人工稱重控水的方法補(bǔ)充消耗水量，使土壤水分保持在設(shè)定范圍內(nèi)，在控水處理30d后測(cè)定幼苗的相關(guān)指標(biāo)。

1.2 測(cè)定方法

1.2.1 生長(zhǎng)量測(cè)定 用刻度尺測(cè)定幼苗株高，游標(biāo)卡尺測(cè)定幼苗地徑。

1.2.2 凈光合速率測(cè)定 采用Li-6400型光合儀測(cè)定。天氣晴朗無云，測(cè)定時(shí)間為8：30-11：00，在每一植株向陽面中上部標(biāo)記功能葉，每個(gè)葉片重復(fù)3次記錄，結(jié)果取平均值。

1.2.3 葉片相對(duì)含水量 采用烘干稱重法測(cè)定［8］。

1.2.4 葉片相對(duì)電導(dǎo)率 采用電導(dǎo)率儀法測(cè)定［8］。

1.2.5 葉片游離脯氨酸含量測(cè)定 采用酸性茚三酮顯色法測(cè)定［9］。

1.2.6 葉片可溶性蛋白含量測(cè)定 采用考馬斯亮藍(lán) G-250法測(cè)定［8］。

1.2.7 葉片丙二醛（MDA）含量測(cè)定 采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法測(cè)定［9］。

1.2.8 葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性 用氮藍(lán)四唑（NBT）比色法測(cè)定［9］，SOD 酶活性以抑制50%NBT反應(yīng)為1個(gè)酶活性單位。

1.2.9 葉片過氧化物酶（POD）活性 用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定［9］，每隔30s記錄1次，吸光度以每分鐘內(nèi)A470每下降0.1為1個(gè)活性單位。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL2003和SPSS17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同水分處理之間采用單因素方差分析和最小顯著差異法比較，表格均用EXCEL2003軟件繪制。6個(gè)楊樹無性系（種）的抗旱性評(píng)價(jià)采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法，隸屬函數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中：U（xij）為隸屬函數(shù)值，Xij為i無性系j指標(biāo)的變化值，Xjmin和Xjmax為所有供試無性系中j指標(biāo)的最小和最大變化值。如果某一指標(biāo)與抗旱性評(píng)價(jià)為負(fù)相關(guān)，可用反隸屬函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，反隸屬函數(shù)的計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫下楊樹無性系（種）的生長(zhǎng)量變化

由表1和表2可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）苗高和地徑的生長(zhǎng)量均呈逐漸下降的趨勢(shì)，但下降的幅度各不一樣?？傮w上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的生長(zhǎng)量均顯著低于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的生長(zhǎng)量顯著低于水分脅迫Ⅰ。

由表1可知，水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）苗高生長(zhǎng)量的變幅在12.7～27.3cm之間，陜林4號(hào)生長(zhǎng)量最大，達(dá)到27.3cm；07-西大寨×卜1生長(zhǎng)量最小，為12.7cm。苗高生長(zhǎng)量降幅在33.33%～56.62%之間，降幅最低的為07-西大寨×卜1，較對(duì)照CK下降了33.33%；降幅最大的為06-69×卜1，較對(duì)照CK下降了56.62%。水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）苗高生長(zhǎng)量的變幅在7.3～15.9cm之間，陜林4號(hào)生長(zhǎng)量最大，達(dá)到15.9cm；07-西大寨×卜1生長(zhǎng)量最低，為7.3cm。苗高生長(zhǎng)量降幅在59.89%～72.06%之間，降幅最小的為07-69×青1，較對(duì)照CK下降了59.89%；降幅最大的為06-69×卜1，較對(duì)照CK下降了72.06%。

由表2可知，水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）地徑生長(zhǎng)量變幅在0.95～1.29mm之間，07-69×青1生長(zhǎng)量最大，達(dá)到1.29mm；中綏12生長(zhǎng)量最小，為0.95mm。地徑生長(zhǎng)量降幅在36.97%～50.86%之間，降幅最小的為07-69×青1，較對(duì)照CK下降了36.97%；降幅最大的為中綏12，較對(duì)照CK下降了50.86%。水分脅迫Ⅱ中地徑生長(zhǎng)量變幅在0.35～1.00mm之間，07-69×青1生長(zhǎng)量最大，達(dá)到1.00mm；06-69×卜1生長(zhǎng)量最小，為0.35 mm。地徑生長(zhǎng)量降幅在51.30%～79.64%之間，降幅最小的為07-69×青1，較對(duì)照CK下降了51.30%；降幅最大的為06-69×卜1，較對(duì)照CK下降了79.64%。

表1 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）的苗高生長(zhǎng)量Table 1 Seedling height under water stress in six poplar clones

表2 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）的地徑生長(zhǎng)量Table 2 Ground diameter under water stress in six poplar clones

2.2 干旱脅迫下楊樹無性系（種）的凈光合速率變化

由表3可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的凈光合速率均呈逐漸下降的趨勢(shì)，但下降的幅度各不一樣?？傮w上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的Pn均顯著低于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的Pn顯著低于水分脅迫Ⅰ。

水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）Pn變幅在10.09～17.24μmol·m-2·s-1之間，Pn最高的是07-69×青1，達(dá)到17.24μmol·m-2·s-1；Pn最低的是06-69×卜1，為10.09μmol·m-2·s-1。Pn降幅在21.14%～45.50%之間，降幅最小的為06-57×川1，較對(duì)照CK下降了21.14%；降幅最大的為06-69×卜1，較對(duì)照CK下降了45.50%。

水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）Pn變幅在7.38～10.62μmol·m-2·s-1之間，Pn最高的是07-69×青1，達(dá)到10.62μmol·m-2·s-1；Pn最低的是中綏12，為7.38μmol·m-2·s-1。Pn降幅在49.48%～61.87%之間，降幅最小的為陜林4號(hào)，較對(duì)照CK下降了49.48%；降幅最大的為中綏12，較對(duì)照CK下降了61.87%。

2.3 干旱脅迫下楊樹無性系（種）葉片的相對(duì)含水量變化

由表4可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的相對(duì)含水量均呈逐漸下降的趨勢(shì)，但下降的幅度各不一樣?？傮w上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的相對(duì)含水量均顯著低于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的相對(duì)含水量顯著低于水分脅迫Ⅰ。

水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）相對(duì)含水量的變幅在63.47%～80.53%之間，相對(duì)含水量最高的是06-57×川1，達(dá)到80.53%；最低的是06-69×卜1，僅為63.47%。相對(duì)含水量的降幅在13.86%～28.73%之間，降幅最小的是06-57×川1，較對(duì)照CK下降了13.86%；降幅最大的是06-69×卜1，較對(duì)照CK下降了28.73%。

水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）相對(duì)含水量的變幅在55.97%～72.18%之間，相對(duì)含水量最高的是06-57×川1，達(dá)到72.18%；最低的是中綏12，僅為55.97%。相對(duì)含水量的降幅在22.79%～37.67%之間，降幅最小的是06-57×川1，較對(duì)照CK下降了22.79%；降幅最大的是中綏12，較對(duì)照CK下降了37.67%。

表3 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）的凈光合速率Table 3 Net photosynthetic rate under water stress in six poplar clones

表4 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的相對(duì)含水量Table 4 Leaf relative water content under water stress in six poplar clones leaves

2.4 干旱脅迫下楊樹無性系（種）葉片的相對(duì)電導(dǎo)率變化

由表5可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的相對(duì)電導(dǎo)率均呈逐漸上升的趨勢(shì)，但上升的幅度各不一樣。總體上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的相對(duì)電導(dǎo)率均顯著高于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于水分脅迫Ⅰ。

水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）相對(duì)電導(dǎo)率的變幅在11.21%～17.45%之間，相對(duì)電導(dǎo)率最高的是07-西大寨×卜1，達(dá)到17.45%；最低的是07-69×青1，僅為11.21%。相對(duì)電導(dǎo)率的增幅在10.27%～24.74%之間，增幅最小的是07-69×青1，較對(duì)照CK上升了10.27%；增幅最大的是07-西大寨×卜1，較對(duì)照CK上升了24.74%。

水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）相對(duì)電導(dǎo)率的變幅在13.09%～20.76%之間，相對(duì)電導(dǎo)率最高的是07-西大寨×卜1，達(dá)到20.76%；最低的是07-69×青1，僅為13.09%。相對(duì)電導(dǎo)率的增幅在23.57%～48.46%之間，增幅最小的是陜林4號(hào)，較對(duì)照CK上升了23.57%；增幅最大的是07-西大寨×卜1，較對(duì)照CK上升了48.46%。

表5 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的相對(duì)電導(dǎo)率Table 5 Leaf relative electrical conductivity under water stress in six poplar clones leaves

2.5 干旱脅迫下楊樹無性系（種）葉片的丙二醛含量變化

由表6可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的丙二醛含量均呈逐漸上升的趨勢(shì)，但上升的幅度各不一樣?？傮w上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的丙二醛含量均顯著高于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的丙二醛含量顯著高于水分脅迫Ⅰ。

水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）丙二醛含量的變幅在9.372～16.180μmol·g-1之間，丙二醛含量最高的是06-69×卜1，達(dá)到16.180μmol·g-1；最低的是06-57×川1，僅為9.372μmol·g-1。丙二醛含量的增幅在115.97%～143.36%之間，增幅最小的是06-57×川1，較對(duì)照CK上升了115.97%；增幅最大的是07-西大寨×卜1，較對(duì)照CK上升了143.36%。

水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）丙二醛含量的變幅在12.464～25.430μmol·g-1之間，丙二醛含量最高的是06-69×卜1，達(dá)到25.430μmol·g-1；最低的是06-57×川1，僅為12.464μmol·g-1。丙二醛含量的增幅在154.23%～199.12%之間，增幅最小的是06-57×川1，較對(duì)照CK上升了154.23%；增幅最大的是06-69×卜1，較對(duì)照CK上升了199.12%。

表6 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的丙二醛含量Table 6 MDA content under water stress in six poplar clones leaves

2.6 干旱脅迫下楊樹無性系（種）葉片的脯氨酸含量的變化

由表7可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的脯氨酸含量均呈逐漸上升的趨勢(shì)，但上升的幅度各不一樣?？傮w上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的脯氨酸含量均顯著高于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的脯氨酸含量顯著高于水分脅迫Ⅰ。

水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）脯氨酸含量的變幅在50.000～89.216μg·g-1之間，脯氨酸含量最高的是07-69×青1，達(dá)到89.216μg·g-1；最低的是07-西大寨×卜1，僅為50.000μg·g-1。脯氨酸含量的增幅在127.68%～161.06%之間，增幅最小的是陜林4號(hào)，較對(duì)照CK上升了127.68%；增幅最大的是07-69×青1，較對(duì)照CK上升了161.06%。

水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）脯氨酸含量的變幅在67.157～113.235μg·g-1之間，脯氨酸含量最高的是07-69×青1，達(dá)到113.235μg·g-1；最低的是07-西大寨×卜1，僅為67.157μg·g-1。脯氨酸含量的增幅在167.68%～209.18%之間，增幅最小的是06-57×川1，較對(duì)照CK上升了167.68%；增幅最大的是06-69×卜1，較對(duì)照CK上升了209.18%。

表7 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的脯氨酸含量Table 7 Proline content under water stress in six poplar clones leaves

2.7 干旱脅迫下楊樹無性系（種）葉片的可溶性蛋白含量變化

由表8可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的可溶性蛋白含量均呈逐漸下降的趨勢(shì)，但下降的幅度各不一樣。總體上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的可溶性蛋白含量均顯著低于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅱ的可溶性蛋白含量顯著低于水分脅迫Ⅰ。

水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）可溶性蛋白含量的變幅在8.000～16.694mg·g-1之間，可溶性蛋白含量最高的是陜林4號(hào)，達(dá)到16.694mg·g-1；最低的是06-69×卜1，僅為8.000mg·g-1?？扇苄缘鞍缀康慕捣?.94%～23.35%之間，降幅最小的是陜林4號(hào)，較對(duì)照CK下降了8.94%；降幅最大的是07-西大寨×卜1，較對(duì)照CK下降了23.35%。

水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）可溶性蛋白含量的變幅在6.444～13.000mg·g-1之間，可溶性蛋白含量最高的是陜林4號(hào)，達(dá)到13.000mg·g-1；最低的是06-57×川1，僅為6.444mg·g-1。可溶性蛋白含量的降幅在23.90%～40.10%之間，降幅最小的是07-69×青1，較對(duì)照CK下降了23.90%；降幅最大的是07-西大寨×卜1，較對(duì)照CK下降了40.10%。

表8 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的可溶性蛋白含量Table 8 Soluble protein content under water stress in six poplar clones leaves

2.8 干旱脅迫下楊樹無性系（種）葉片的保護(hù)酶活性變化

由表9和表10可知，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的）SOD和POD活性均呈先上升后下降的趨勢(shì)，但變化的幅度各不一樣?？傮w上水分脅迫Ⅰ和Ⅱ的SOD和POD活性均顯著高于對(duì)照CK，并且水分脅迫Ⅰ的SOD和POD活性顯著高于水分脅迫Ⅱ。

由表9可知，水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）SOD活性的變幅在624.01～786.89U·g-1之間，SOD活性最高的是07-69×青1，達(dá)到786.89U·g-1；最低的是陜林4號(hào)，僅為624.01U·g-1。SOD活性的增幅在128.56%～173.72%之間，增幅最小的是中綏12，較對(duì)照CK上升了128.56%；增幅最大的是07-69×青1，較對(duì)照CK上升了173.72%。水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）SOD活性的變幅在585.43～722.17U·g-1之間，SOD活性最高的是陜林4號(hào)，達(dá)到722.17U·g-1；最低的是06-57×川1，僅為585.43U·g-1。SOD活性的增幅在117.40%～164.51%之間，增幅最小的是06-57×川1，較對(duì)照CK上升了117.40%；增幅最大的是陜林4號(hào)，較對(duì)照CK上升了164.51%。

由表10可知，水分脅迫Ⅰ中6個(gè)無性系（種）POD活性的變幅在150.03～262.44U·g-1·min-1之間，POD活性最高的是陜林4號(hào)，達(dá)到262.44U·g-1·min-1；最低的是06-69×卜1，僅為150.03U·g-1·min-1。POD活性的增幅在195.57%～393.58%之間，增幅最小的是06-69×卜1，較對(duì)照CK上升了195.57%；增幅最大的是陜林4號(hào)，較對(duì)照CK上升了393.58%。水分脅迫Ⅱ中6個(gè)無性系（種）POD活性的變幅在111.69～203.37U·g-1·min-1之間，POD活性最高的是07-西大寨×卜1，達(dá)到203.37U·g-1·min-1；最低的是06-69×卜1，僅為111.69U·g-1·min-1。POD活性的增幅在140.00%～290.00%之間，增幅最小的是中綏12，較對(duì)照CK上升了140.00%；增幅最大的是陜林4號(hào)，較對(duì)照CK上升了290.00%。

表9 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的SOD活性Table 9 The activities of SOD under water stress in six poplar clones leaves

2.9 干旱脅迫下楊樹無性系（種）的綜合抗旱能力

為了消除不同計(jì)算單位對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響，本研究以各無性系（種）處理苗比對(duì)照苗在各指標(biāo)上的變化率來進(jìn)行隸屬函數(shù)分析［10］。由表11可知，在水分脅迫Ⅰ下6個(gè)楊樹無性系（種）的抗旱能力排序?yàn)椋?7-69×青1＞06-57×川1＞陜林4號(hào)＞中綏12＞06-69×卜1＞07-西大寨×卜1。由表12可知，在水分脅迫Ⅱ下6個(gè)楊樹無性系（種）的抗旱能力排序?yàn)椋宏兞?號(hào)＞07-69×青1＞06-57×川1＞06-69×卜1＞07-西大寨×卜1＞中綏12。綜上所述，將水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下的隸屬函數(shù)值加權(quán)取平均值，可得出6個(gè)楊樹無性系（種）的綜合抗旱能力從大到小依次為：07-69×青1＞陜林4號(hào)＞06-57×川1＞06-69×卜1＞中綏12＞07-西大寨×卜1（表13）。

表10 水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）葉片的POD活性Table 10 The activities of POD under water stress in six poplar clones leaves

表11 水分脅迫Ⅰ下6個(gè)楊樹無性系（種）的隸屬函數(shù)值Table 11 Membership function values of six poplars under water stressⅠ

表12 水分脅迫Ⅱ下6個(gè)楊樹無性系（種）的隸屬函數(shù)值Table 12 Membership function values of six poplars under water stressⅡ

表13 6個(gè)楊樹無性系（種）抗旱能力的綜合評(píng)價(jià)Table 13 Comprehensive evaluation results on drought resistance of six poplars

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，6個(gè)楊樹無性系（種）的綜合抗旱能力從大到小依次為：07-69×青1＞陜林4號(hào)＞06-57×川1＞06-69×卜1＞中綏12＞07-西大寨×卜1，說明新選無性系07-69×青1和06-57×川1對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)和抵抗能力要優(yōu)于06-69×卜1和07-西大寨×卜1。不同程度的水分脅迫顯著抑制了6個(gè)楊樹無性系（種）幼苗的生長(zhǎng)，并對(duì)其相對(duì)含水量、光合作用、相對(duì)電導(dǎo)率、脯氨酸含量和保護(hù)酶活性等生理生化指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響。對(duì)盆栽苗木進(jìn)行水分脅迫，測(cè)得各無性系處理苗比對(duì)照苗在各指標(biāo)上增加或減少的百分?jǐn)?shù)，可以說明各楊樹無性系（種）對(duì)干旱的反應(yīng)及適應(yīng)性方面的差別。

3.1 干旱脅迫對(duì)楊樹無性系（種）生長(zhǎng)、光合和水分的影響

植物生長(zhǎng)對(duì)水分虧缺最為敏感，最直觀的反映通常就是生長(zhǎng)量的變化［11］。在水分脅迫條件下植物仍維持較正常的生理過程，保持相對(duì)較高的生長(zhǎng)，是抗旱品種選育的根本目的所在［12］。本研究中，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）苗高、地徑的生長(zhǎng)量均顯著降低，說明水分脅迫下各無性系（種）幼苗的苗高和地徑生長(zhǎng)受到明顯的抑制，間接反映了水分處理下的楊樹幼苗細(xì)胞擴(kuò)展受到顯著的抑制，體內(nèi)的生命活動(dòng)受到干擾。但下降的幅度各不一樣，顯示了各無性系（種）的生長(zhǎng)量對(duì)干旱敏感程度不一致。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下生長(zhǎng)量降幅最大的是06-69×卜1，說明其生長(zhǎng)受干旱影響較高；降幅最小的是07-69×青1，說明其生長(zhǎng)受干旱影響較低。

干旱條件下植物葉片光合速率降低，光合強(qiáng)度下降，同化產(chǎn)物減少，主要有兩方面原因：一是氣孔導(dǎo)度的降低使CO2供應(yīng)受阻；二是葉肉細(xì)胞中RUBP羧化酶活性降低。一般認(rèn)為：水分脅迫時(shí)葉片光合作用被抑制是氣孔和非氣孔因素共同作用的結(jié)果［13］。本研究中，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的凈光合速率顯著下降，說明水分脅迫下可以導(dǎo)致楊樹幼苗光合作用受到抑制，使光合有效面積降低，從而降低生長(zhǎng)量和生物量積累。長(zhǎng)期嚴(yán)重干旱會(huì)使生長(zhǎng)受抑嚴(yán)重，最終導(dǎo)致葉片枯萎無法進(jìn)行光合作用，進(jìn)而促使植株死亡。但下降的幅度各不一樣，顯示了各無性系（種）在干旱條件下表現(xiàn)出明顯的生態(tài)型差異。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下凈光合速率降幅最大的是07-西大寨×卜1，說明其光合作用受干旱影響較大；降幅最小的是陜林4號(hào)，說明其光合作用受干旱影響較小。

葉片相對(duì)含水量的變化速率是植物抗旱性的重要指標(biāo)之一。一般情況下，植物在受到干旱脅迫時(shí)葉片水分虧缺，相對(duì)含水量會(huì)呈下降趨勢(shì)，通常其下降的程度與抗旱能力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系［14］。本研究中，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）葉片相對(duì)含水量顯著下降，但下降的幅度各不一樣，說明水分脅迫下各無性系（種）的葉片持水力不一致，可能與葉片的組織結(jié)構(gòu)和根系吸水力有關(guān)。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下葉片相對(duì)含水量降幅最大的是07-西大寨×卜1，說明其在干旱條件下葉片持水力較弱；降幅最小的是06-57×川1，說明其在干旱條件下葉片持水力較強(qiáng)。

3.2 干旱脅迫對(duì)楊樹無性系（種）膜脂過氧化的影響

細(xì)胞膜具有選擇透性，逆境下會(huì)造成膜透性的改變或破壞，結(jié)果造成了大量電解質(zhì)（離子）向組織外滲漏，從而使組織浸出液的相對(duì)電導(dǎo)率上升［15］。植物在逆境條件下引發(fā)膜脂過氧化作用，造成膜系統(tǒng)的損傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物細(xì)胞的死亡。膜脂過氧化的最終產(chǎn)物丙二醛（MDA）可與細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)、酶等結(jié)合、交聯(lián)，從而使之失活，破壞了生物膜的結(jié)構(gòu)與功能。因此，常以MDA含量作為判斷膜脂過氧化作用的重要指標(biāo)［16］。本研究中，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量顯著升高，說明水分脅迫下楊樹幼苗代謝發(fā)生一定程度的紊亂，膜脂過氧化作用加劇，細(xì)胞膜受到傷害，膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致大量離子外滲。但上升的幅度各不一樣，顯示了各無性系（種）在干旱條件下的膜脂過氧化防御系統(tǒng)能力不一致。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下葉片相對(duì)電導(dǎo)率增幅最大的是07-西大寨×卜1，說明其在干旱條件下膜透性較大；增幅最小的是07-69×青1，說明其在干旱條件下膜透性較小。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下葉片丙二醛含量增幅最大的是07-西大寨×卜1，說明其在干旱條件下膜脂過氧化程度較重；增幅最小的是06-57×川1，說明其在干旱條件下膜脂過氧化程度較輕。

3.3 干旱脅迫對(duì)楊樹無性系（種）滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

干旱條件下植物體內(nèi)積累游離氨基酸，對(duì)降低滲透勢(shì)均有一定的貢獻(xiàn)。其廣泛存在于植物體內(nèi)，主要作為一種親和性滲透物質(zhì)，累積于細(xì)胞質(zhì)中。但是關(guān)于對(duì)脯氨酸的研究，目前存在一定的爭(zhēng)議，在國外部分學(xué)者認(rèn)為脯氨酸積累數(shù)量與抗旱性有關(guān)，但是也有研究表明二者之間關(guān)系并不顯著［17-20］。本研究中，隨著水分脅迫程度的加深，6個(gè)楊樹無性系（種）的脯氨酸含量顯著升高，說明楊樹體內(nèi)脯氨酸對(duì)干旱脅迫有明顯反應(yīng)，這與范蘇魯［21］在大麗花中的研究結(jié)果基本一致。脯氨酸含量升高是楊樹體內(nèi)細(xì)胞主動(dòng)積累溶質(zhì)的一種信號(hào)，可以使?jié)B透勢(shì)降低，從外界低水勢(shì)介質(zhì)中繼續(xù)吸水，保持一定程度的細(xì)胞膨壓，維持代謝活動(dòng)的進(jìn)行。但上升的幅度各不一樣，顯示了各無性系（種）在干旱條件下積累溶質(zhì)和維持膨壓的能力不一致。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下葉片脯氨酸增幅最大的是07-69×青1，說明其在干旱條件下細(xì)胞維持膨壓能力較強(qiáng)；增幅最小的是06-57×川1，說明其在干旱條件下細(xì)胞維持膨壓能力較弱。

植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多是參與各種代謝的酶類，在受到干旱脅迫時(shí)，它們會(huì)發(fā)生一定的變化，測(cè)定其含量是了解植物抗逆性的一個(gè)重要指標(biāo)［22］。研究發(fā)現(xiàn)干旱促進(jìn)蛋白質(zhì)降解或抑制蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致總蛋白含量下降［10］。本研究中，隨著水分脅迫的加劇，6個(gè)楊樹無性系（種）的可溶性蛋白含量逐漸降低，說明蛋白質(zhì)可能合成受阻或者發(fā)生了降解，部分轉(zhuǎn)化為氨基酸，用于增加滲透物質(zhì)從而降低滲透勢(shì)。這與杜金偉［23］等在山杏上研究結(jié)果基本一致。但下降的幅度各不一樣，顯示了各無性系（種）在干旱條件下蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)能力不一致。對(duì)于本研究中6個(gè)無性系（種）幼苗在水分脅迫下是否合成了新的蛋白質(zhì)，有待進(jìn)一步探索。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下可溶性蛋白質(zhì)降幅最大的是07-西大寨×卜1，說明其蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)能力受干旱影響較大；降幅最小的是陜林4號(hào)，說明其蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)能力受干旱影響較小。

3.4 干旱脅迫對(duì)楊樹無性系（種）保護(hù)酶活性的影響

研究表明，SOD、POD活性與植物抗逆性相關(guān)。在適度逆境誘導(dǎo)下，SOD、POD活性增加，以提高植物適應(yīng)力。在脅迫試驗(yàn)中，酶活性一般隨脅迫增加而增加，或者呈先增加后降低的趨勢(shì)［24-25］。本研究中，水分脅迫下6個(gè)楊樹無性系（種）的2種保護(hù)酶活性先上升后下降，說明在一定干旱脅迫范圍內(nèi)，通過酶活性增加來提高適應(yīng)干旱脅迫的能力，但是當(dāng)脅迫超出忍耐范圍后，保護(hù)酶活性開始下降，無法有效地清除活性氧，從而造成了膜脂過氧化使膜系統(tǒng)受到了破壞，MDA含量升高，同時(shí)MDA累積又抑制了SOD、POD的活性，從而逐漸喪失保護(hù)酶系統(tǒng)的功能，使膜系統(tǒng)損傷嚴(yán)重，間接證明楊樹忍耐干旱脅迫的能力是有限的。但是變化的幅度不一樣，顯示在干旱脅迫下酶促保護(hù)體系清除活性氧的能力不一致。水分脅迫Ⅰ和Ⅱ下葉片酶活性增幅最大的是陜林4號(hào)，說明其在干旱脅迫下清除活性氧的能力較強(qiáng)；增幅最小的是中綏12，說明其在干旱脅迫下清除活性氧的能力較弱。

［1］ 蘇曉華，黃秦軍，張冰玉，等.中國楊樹良種選育成就及發(fā)展對(duì)策［J］.世界林業(yè)研究，2004，17（1）：46-49.SU X H，HUANG Q J，ZHANG B Y，et al.The achievement and developing strategy on variety selection and breeding of poplar in China ［J］.World Forestry Research，2004，17（1）：46-49.（in Chinese）

［2］ 樊軍鋒，周永學(xué)，高建社，等.陜西楊樹育種歷史及展望［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19（2）：77-81.FAN J F，ZHOU Y X，GAO J S，et al.Historical review of populus breeding achievements of Shaanxi Province and its future breeding strategy［J］.Journal of Northwest Forestry U-niversity，2004，19（2）：77-81.（in Chinese）

［3］ 馮玉龍，巨關(guān)升，朱春全.楊樹無性系幼苗光合作用和PV水分參數(shù)對(duì)水分脅迫的響應(yīng)［J］.林業(yè)科學(xué)，2003，39（3）：30-36.FENG Y L，JU G S，ZHU C Q.Responses of photosynthesis and PV-Parameters water stress in poplar clone seedings［J］.Scientia Silvae Sinicae，2003，39（3）：30-36.（in Chinese）

［4］ 尹春英，李春陽.楊樹抗旱性研究進(jìn)展［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2003，9（6）：662-668.YIN C Y，LI C Y.Advance in research on drought resistance of populus［J］.China J.Appl.Environ.Biol.，2003，9（6）：662-668.（in Chinese）

［5］ 何承忠，張志毅，安新民，等.我國楊樹育種現(xiàn)狀及其展望［J］.西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，26（4）：86-89.HE C Z，ZHANG Z Y，AN X M，et al.Present situation and prospect to poplar breesding in China［J］.Journal of Southwesr Forestry College，2006，26（4）：86-89.（in Chinese）

［6］ 楊建偉，韓蕊蓮，劉淑明，等.不同土壤水分下楊樹的蒸騰變化及抗旱適應(yīng)性研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19（3）：7-10.YANG J W，HAN R L，LIU S M，et al.Transpiration and drought resistance of poplar under different soil drought［J］.Journal of Northwest Forestry University，2004，19（3）：7-10.（in Chinese）

［7］ 楊敏生，裴保華，朱之悌.白楊雙交雜種無性系抗旱性鑒定指標(biāo)分析［J］.林業(yè)科學(xué)，2002，38（6）：36-42.YANG M S，PEI B H，ZHU Z T.Index analysis on comprehensive judgement of drought resistance ability of white poplar hybrid clones［J］.Scientia Silvae Sinicae，2002，38（6）：36-42.（in Chinese）

［8］ 高俊鳳.植物生理學(xué)試驗(yàn)技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2000：137-202.

［9］ 李合生.植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2000：258-260.

［10］ 周媛，徐冬云，董艷芳，等.9種輕型屋頂綠化景天屬植物的抗旱性研究［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（25）：294-301.ZHOU Y，XU D Y，DONG Y F，et al.Study on drought resistance of 9 Sedums for light roof greening［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2012，28（25）：294-301.（in Chinese）

［11］ 高建社，王軍，周永學(xué)，等.5個(gè)楊樹無性系抗旱性研究［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，33（2）：112-116.GAO J S，WANG J，ZHOU Y X，et al.Studies on droughtresistance of five poplar clones ［J］.Journal of Northwest A&F University：Nat.Sci.Ed.，2005，33（2）：112-116.（in Chinese）

［12］ 楊敏生，梁海永，王進(jìn)茂，等.水分脅迫下白楊雙交雜種無性系苗木生長(zhǎng)研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25（4）：1-6.YANG M S，LIANG H Y，WANG J M，et al.Study on seedling growth of white poplar hybrid clones under the conditions of water stress［J］.Journal of Agricultural University of Hebei，2002，25（4）：1-6.（in Chinese）

［13］ 裴斌，張光燦，張淑勇，等.土壤干旱脅迫對(duì)沙棘葉片光合作用和抗氧化酶活性的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33（5）：1386-1396.PEI B，ZHANG G C，ZHANG S Y，et al.Effects of soil drought stress on photosynthetic characteristics and antioxidant enzyme activities in Hippophae rhamnoides Linn.seesdings［J］.Acta Ecological Sinica，2013，33（5）：1386-1396.（in Chinese）

［14］ 王鶯璇，雷江麗，王有國.7種百合科園林地被植物抗旱性研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（26）：12979-12983，13007.WANG Y X，LEI J L，WANG Y G.Study on the drought resistance of seven ground-cover plants of Liliaceae［J］.Journal of Anhui Agri.Sci.，2012，40（26）：12979-12983，13007.

［15］ 胡新生，王世績(jī).樹木水分脅迫生理與耐旱性研究進(jìn)展及展望［J］.林業(yè)科學(xué)，1998，34（2）：79-91.HU X S，WANG S J.A review of studies on water stress and drought tolerance in tree species［J］.Scientia Silvae Sinicae，1998，34（2）：79-91.（in Chinese）

［16］ HODGES D M，DELONG J M，F(xiàn)OMEY C F，et al.Improving the thiobarbituric acid-reactive-substance assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds［J］.Planta，1999，207：604-611.

［17］ 陳敏，陳亞寧，李衛(wèi)紅，等.塔里木河中游地區(qū)3種植物的抗旱機(jī)理研究［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2007，27（4）：4747-4754.CHEN M，CHEN Y N，LI W H，et al.Drought resistance mechanism of three plant species in the middle reaches of Tarim River China ［J］.Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.，2007，27（4）：4747-4754.（in Chinese）

［18］ 曹幫華，張明如，翟明普，等.土壤干旱脅迫下刺槐無性系生長(zhǎng)和滲透調(diào)節(jié)能力［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，22（2）：161-165.CAO B H，ZHANG M R，ZHAI M P，et al.Growth and osmotic adjustment of Robinia pseudoacacia clones under drought stress ［J］.Journal of Zhejiang Forestry College，2005，22（2）：161-165.（in Chinese）

［19］ 趙瑞雪，朱慧森，程鈺宏，等.植物脯氨酸及其合成酶系研究進(jìn)展［J］.草業(yè)科學(xué)，2008，25（2）：90-97.ZHAO R X，ZHU H S，CHENG Y H，et al.Research pro-gress on proline and its biosynthesis enzymes in plant［J］.Pratacultural Science，2008，25（2）：90-97.（in Chinese）

［20］ ZHANG J X，NGUYEN HT，BLUM A.Genetic analysis of osmotic adjustment in crop plants［J］.Journal of Experimental Botany，1999，50：291-302.

［21］ 范蘇魯，苑兆和，馮立娟，等.干旱脅迫對(duì)大麗花生理生化指標(biāo)的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22（3）：651-657.FAN S L，YUAN Z H，F(xiàn)ENG L J，et al.Effects of drought stress on physiological and biochemical parameters of Dahlia pinnata ［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2011，22（3）：651-657.（in Chinese）

［22］ 王海珍.黃土高原四個(gè)鄉(xiāng)土樹種耗水規(guī)律與抗旱特性的研究［D］.楊陵：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2003.

［23］ 杜金偉，崔世茂，金麗萍，等.水分脅迫對(duì)山杏滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累及保護(hù)酶活性的影響［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，30（2）：88-93.DU J W，CUI S M，JIN L P，et al.Effects of water stress on activity of cell protective enzymes and osmotic adjustment in Ameniaca sibirica ［J］.Journal of Inner Mongolia Agricultural University：Nat.Sci.Ed.，2009，30（2）：88-93.（in Chinese）

［24］ 陳少瑜，郎南軍，賈利強(qiáng)，等.干旱脅迫對(duì)坡柳等抗旱樹種幼苗膜脂過氧化及保護(hù)酶活性的影響［J］.植物研究，2006，26（1）：89-93.CHEN S Y，LANG N J，JIA L Q，et al.Effects of drought stress on lipid peroxidation and activity of defense enzymes of Dodonaea viscosa，Leucaena leucocephala and Tephrosia candida seedlings［J］.Bulletin of Botanical Research，2006，26（1）：89-93.（in Chinese）

［25］ 張文輝，段寶利，周建云，等.不同種源栓皮櫟幼苗葉片水分關(guān)系和保護(hù)酶活性對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，28（4）：483-490.ZHANG W H，DUAN B L，ZHOU J Y，et al.Water relations and activity of cell defense enzymes to water stress in seesling leaves of different provenances of Quercus Variabiis［J］.Acta Phytoecologica Sinica，2004，28（4）：483-490.（in Chinese）