淹水脅迫對楊桐幼苗生理生化性質(zhì)的影響

吳江 吳家勝

(黃巖區(qū)林業(yè)特產(chǎn)局，黃巖，318020) (亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地(浙江農(nóng)林大學))

責任編輯:潘 華。

我國擁有18 000 km的海岸線、眾多的河流和湖泊，形成了數(shù)千公頃的濕地、季節(jié)性積水地［1］。淹水脅迫是植物一種主要的非生物脅迫，每年都給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失，而關(guān)于植物的耐水機理研究成為植物逆境研究的熱點［2］。

楊桐(Cleyera japonica)，是山茶科紅淡比屬的一種常綠灌木或小喬木［3］。楊桐是日本國民傳統(tǒng)的供神祭祖的吉祥物，人們把楊桐枝條捆扎成束插放在庭堂上方供神，消耗量很大［4］。目前，對楊桐抗性方面的研究還未見報道，本文采用不同的水澇程度對楊桐幼苗進行水分脅迫，探討楊桐抗?jié)硻C理和適應機制，為楊桐的采枝園的擴大栽培及其水分管理提供科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗材料為1年生楊桐幼苗。2月選取長勢一致楊桐苗進行盆栽，每盆(3．78 L)1株，常規(guī)管理。選用雙套盆法對試驗材料進行淹水處理，共計4個水分梯度:土壤含水量為田間持水量75%作為對照處理(W4);輕度水漬，控制水面在土壤表面以下10 cm(W1);水漬脅迫，水面與土面持平(W2);水澇脅迫，水面高出土面4 cm(W3)。每個處理3個重復，每個重復6盆，于處理第5天取樣，選取2～3輪的功能葉片，剪碎混均勻后作為混合樣。

SOD采用氮藍四唑光還原比色法測定，POD采用愈創(chuàng)木酚法測定［5］?？扇苄蕴遣捎幂焱y定，可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍法測定，細胞膜透性采用電導儀法測定［6］。葉片相對含水量采用烘干法測定［7］。

主成分分析采用DPS7．05軟件系統(tǒng)進行，方差分析采用Duncan法進行多重差異性比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 水澇脅迫對楊桐葉片保護酶活性和質(zhì)膜透性的影響

從表1可以發(fā)現(xiàn)，楊桐幼苗葉片SOD活性、POD活性、質(zhì)膜透性隨著脅迫程度的加劇顯現(xiàn)上升趨勢，淹水脅迫對SOD、POD的影響達到顯著水平，W3處理下比對照顯著上升。質(zhì)膜透性W3處理下SOD活性、POD活性、質(zhì)膜透性比對照分布上升了75．0%、30．0%和25．1%。

表1 水澇脅迫對楊桐葉片SOD、POD、質(zhì)膜透性的影響

2．2 淹水脅迫對楊桐幼苗葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)的影響

從表2可以發(fā)現(xiàn)，楊桐幼苗葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)隨著脅迫程度的加劇顯現(xiàn)下降趨勢，淹水脅迫對葉綠素a和葉綠素b質(zhì)量分數(shù)的影響達到顯著水平，淹水脅迫下w(葉綠素a)∶w(葉綠素b)有也有不同程度的下降，但未達到顯著性差異。W3處理下葉綠素a和葉綠素b分別比對照下降39．8%和29．3%。

表2 不同處理對楊桐幼苗葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)的影響

2．3 淹水脅迫對楊桐幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)和相對含水量的影響

從表3可以發(fā)現(xiàn)，楊桐幼苗葉片可溶性蛋白和可溶性糖質(zhì)量分數(shù)隨著脅迫程度的加劇而有所增加，各個處理和對照相比均顯著增加，淹水脅迫下葉片相對含水量有不同程度的下降，但未達到顯著性差異。W3處理下可溶性糖、可溶性蛋白比對照上升了140．3%和101．6%。

表3 不同處理對楊桐幼苗葉片可溶性糖、可溶性蛋白和相對含水量的影響

2．4 主成分分析

對楊桐幼苗葉片的9個指標進行主成分分析，統(tǒng)計表明:前3個主成分已經(jīng)基本攜帶了9個抗?jié)持笜说拇蟛糠中畔?，?個成分共累積貢獻率為88．58%(第1主成分64．20%，第2主成分13．60%，第3主成分10．78%)。第1主成分中，各項系數(shù)差異不大，能基本反映各指標的綜合情況。第2主成分與w(葉綠素a)∶w(葉綠素b)、POD密切相關(guān)，第3主成分與POD密切相關(guān)。

表4 楊桐抗?jié)承誀钪笜酥鞒煞痔卣飨蛄亢拓暙I率

3 結(jié)論與討論

植物在淹水脅迫下，活性氧的積累會對細胞造成傷害，抗氧化防御系統(tǒng)的存在，是細胞免于傷害的主要原因之一［8－9］。SOD是超氧陰離子自由基的主要清除劑，能將其轉(zhuǎn)化成H2O2和O2，POD能催化H2O2生成氧氣［10］。細胞膜透性能反映膜的穩(wěn)定性，較高的保護酶活性可以維持細胞的形態(tài)和功能［11］。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，楊桐幼苗葉片SOD活性、POD活性、質(zhì)膜透性隨著脅迫程度的加劇顯現(xiàn)上升趨勢，淹水脅迫對SOD、POD的影響達到顯著水平，W3處理下比對照顯著上升，這與前人對芝麻［12］、喜樹［13］等研究一致。

可溶性糖、可溶性蛋白等是植物重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，滲透調(diào)節(jié)是植物對水淹脅迫的一種適應和保護機制［14－15］，同時可溶性蛋白是植物體代謝過程中蛋白損傷的重要指標［16］。植物體內(nèi)累積大量滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)降低植物體內(nèi)滲透勢，以利植物在水澇逆境下維持植物體正常生長所需水分［17］。本試驗中，楊桐幼苗葉片可溶性蛋白和可溶性糖質(zhì)量分數(shù)隨著脅迫程度的加劇而有所增加，各個處理和對照相比均顯著增加，淹水脅迫下葉片相對含水量有不同程度的下降，但未達到顯著性差異。這與徐錫增［18］、曾德靜［19］的研究一致，說明楊桐通過可溶性糖和可溶性蛋白來調(diào)節(jié)細胞滲透勢。

葉綠素質(zhì)量分數(shù)是植物光合性能、衰老狀況的直觀表現(xiàn)，其質(zhì)量分數(shù)的高低是一個有效的澇害鑒定指標［20］。本文研究發(fā)現(xiàn)，楊桐幼苗葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)隨著脅迫程度的加劇顯現(xiàn)下降趨勢，淹水脅迫對葉綠素a和葉綠素b質(zhì)量分數(shù)的影響達到顯著水平，淹水脅迫下w(葉綠素a)∶w(葉綠素b)也有不同程度的下降，但未達到顯著性差異。

植物抗?jié)硻C理較為復雜，植物通過多條途徑抵御水澇對植物的傷害，不能采用單一指標對其進行抗?jié)吃u價。本試驗對9個與抗?jié)诚嚓P(guān)指標進行主成分分析，發(fā)現(xiàn)3個主成分貢獻率為88．58%，為楊桐幼苗抗?jié)硠h選提供理論指導。

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