四種葡萄砧木抗旱性的鑒定

孫茜等

摘要：對4種一年生葡萄（Vitis vinifera）砧木1103P、5BB、SO4、3309C進行干旱脅迫處理，測定干旱脅迫下葡萄砧木生理生化指標的變化。結果表明，在干旱脅迫下，葡萄砧木葉片中可溶性總糖含量增加，抗旱性強的品種可溶性總糖上升的幅度大；葉綠素隨干旱脅迫的加重迅速分解，抗旱性強的品種其下降速度較慢；抗旱性強的砧木品種超氧化物歧化酶（SOD）活性上升幅度大，而后下降速度慢；游離脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）的含量也隨干旱脅迫的加重而增加。4個葡萄砧木品種抗旱性從強到弱為1103P、5BB、3309C、SO4。

關鍵詞：葡萄（Vitis vinifera）砧木；抗旱性；生理生化指標

中圖分類號：S663.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）03-0623-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.029

Identifying Drought Tolerance of Four Grape Rootstocks

SUN Qiana， REN Leia， MA Wen-tinga， XIAO Dong-minga， WANG Zhen-pinga，b

（Ningxia University， a. Agricultural College； b. Wine School Yinchuan 750021， China）

Abstract： Four grape（Vitis vinifora） rootstocks 1103P， 5BB， SO4， 3309C were used to determine the change of physiological indexes under drought stress. Results showed that the content of soluble total sugar in the leaves of the grape rootstocks increased under drought stress， and content of soluble sugar in the hig drought resistance cultivars increased greatly. Chlorophyll decomposed rapidly with the aggravation of drought stress， and the chlorophyll of higer drought resistance cultivars decomposed slowly. SOD activity of higer drought resistance cultivars increased firstly and then decreased slowly. The content of Pro and MDA increased with the aggravation of drought stress. Drought resistance of four grape rootstocks was in the order of 1103P>5BB>3309C>SO4.

Key words： grape （Vitis vinifora） rootstock； drought tolerance； physiological index

近年來，中國葡萄（Vitis vinifera）產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，鮮食葡萄產(chǎn)量居世界首位，釀酒葡萄規(guī)模居世界第5位。在栽培方式上，由傳統(tǒng)自根苗向嫁接苗逐漸過渡，引進和篩選了許多優(yōu)良砧木，并在生產(chǎn)中得到了初步應用[1，2]。葡萄砧木可有效提高接穗的抗病性和抗逆性，緩解葡萄生產(chǎn)中的病蟲害與逆境傷害的問題。隨著中國葡萄種植范圍的擴大及區(qū)域化栽培的要求，有計劃地開展葡萄砧木研究，選育適合中國不同氣候條件和土壤特點的優(yōu)良葡萄砧木品種對于中國葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。

寧夏賀蘭山東麓是中國繼河北昌黎、山東煙臺之后，第三個被國家認定為葡萄酒原產(chǎn)地保護認證的產(chǎn)區(qū)，同時也是國際公認的釀酒葡萄最佳產(chǎn)區(qū)之一，處于世界優(yōu)質釀酒葡萄種植的“黃金地帶”之中，是一個得天獨厚的無公害葡萄生產(chǎn)基地[3]。但是由于該地區(qū)氣候干燥，給葡萄的生長帶來了很大的危害，影響了賀蘭山東麓葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，關于葡萄砧木抗旱性的研究，隨著賀蘭山東麓地區(qū)葡萄種植范圍的擴大及區(qū)域化栽培的要求，顯得尤為迫切。

1 材料與方法

1.1 材料及試驗設計

試驗于2012年6月至2013年9月在寧夏大學玉泉營葡萄基地（葡萄基地屬于賀蘭山東麓核心區(qū)域）和葡萄與葡萄酒教育部工程研究中心（寧夏大學）葡萄栽培生理實驗室進行。試驗材料為2012年6月扦插栽植的4種葡萄砧木，分別為5BB、1103P、SO4、3309C。

葡萄砧木于2013年6月移栽于盆中，放置在溫室中。每個品種取10株長勢一致的植株，每盆一株，盆高13.5 cm，盆底直徑11.5 cm，盆口直徑14.5 cm，盆栽土培，每盆裝土2.5 kg。用清水培養(yǎng)一個月，再用霍格蘭改良營養(yǎng)液培養(yǎng)一個月，之后進行干旱脅迫處理。設置處理組5株植株，對照組5株植株。干旱脅迫處理：澆一次營養(yǎng)液之后便不再澆任何水或者營養(yǎng)液，采取隨時間推移的自然水分脅迫；對照：一直澆營養(yǎng)液。

1.2 測定指標及方法

干旱脅迫10 d后測定砧木葉片可溶性總糖含量，可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[4-6]。干旱脅迫5、10、15、20 d，分別采集植株的葉片，用液氮速凍，置于超低溫冰箱中保存，進行丙二醛（MDA）、游離脯氨酸（Pro）、葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定。MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法。游離脯氨酸（Pro）含量的測定采用茚三酮顯色法[4-6]。葉綠素含量的測定采用丙酮法。SOD活性的測定采用四氮唑藍（NBT）光還原法[4-6]。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對葡萄砧木葉片可溶性總糖含量的影響

由圖1可知，與對照相比，在干旱脅迫下，不同葡萄砧木品種葉片中的可溶性總糖含量呈現(xiàn)不同程度的升高，且幅度差異很大。干旱迫使葡萄產(chǎn)生大量的可溶性糖，以降低植物體內(nèi)的滲透勢，利于植株在干旱逆境中維持體內(nèi)正常的水分所需。在干旱脅迫10 d時，1103P的可溶性總糖含量上升幅度最大，達到了17.33 mg/g（FW）；其次是5BB，為15.02 mg/g（FW）。

2.2 干旱脅迫對葡萄砧木葉片MDA含量的影響

由圖2可以看出，隨著干旱脅迫時間的推移，干旱脅迫程度加深，各品種葡萄砧木葉片中的MDA含量不同程度地增加。在此過程中，SO4葉片MDA的含量增加幅度最大，說明SO4對干旱最敏感，同時受干旱脅迫的傷害最嚴重；1103P葉片的MDA含量增加的幅度較小，抵抗干旱的能力較強。5BB和3309C抵抗干旱的能力則處于中等水平。而各品種砧木對照的MDA含量基本保持不變。

2.3 干旱脅迫對葡萄砧木葉片Pro含量的影響

從圖3可以看出，隨著干旱脅迫時間的延長，葡萄砧木葉片游離Pro含量普遍呈上升趨勢，但各品種砧木游離Pro的增加程度有所差異。3309C和SO4的游離Pro含量增加幅度都較小，而1103P和5BB的游離Pro含量增加的幅度比3309C和SO4的要大，而且在干旱脅迫初期就有較大幅度的升高。4個葡萄砧木品種比較，3309C游離Pro含量的增幅最小。各品種對照的Pro含量基本保持不變，維持了較低的Pro水平。說明3309C合成的Pro較少，對干旱的抵抗力較小。

2.4 干旱脅迫對葡萄砧木葉片葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量的影響

由圖4、圖5、圖6可知，干旱脅迫對葡萄砧木葉片中的葉綠素含量有不同程度的影響。4種葡萄砧木葉片中的葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量均呈下降趨勢，在干旱脅迫前5 d的時候，各砧木品種葉綠素含量的變化不明顯，但在第10天的時候，葉綠素含量出現(xiàn)了明顯的下降。SO4下降的幅度最大，表示其受干旱脅迫的危害最嚴重，其葉綠素分解得最多。1103P在干旱脅迫第20天的時候，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量均高于其他品種。

2.5 干旱脅迫對葡萄砧木葉片SOD活性的影響

從圖7可以看出，隨著干旱脅迫時間的推移，不同葡萄砧木品種葉片中的SOD活性變化趨勢大致相同。在干旱脅迫初期，砧木葉片中的SOD活性呈上升趨勢，表明植株組織受到干旱脅迫并對此作出了反應，釋放SOD來抵抗干旱對植株造成的危害，其中1103P的SOD活性上升幅度最大，反應也最快，5BB與3309C次之。隨干旱脅迫程度的加深，砧木繼續(xù)釋放大量的SOD來快速分解干旱脅迫產(chǎn)生的超氧自由基，使細胞免受危害。但干旱脅迫的后期，植株受到連續(xù)的干旱脅迫，其抗氧化酶系統(tǒng)受到一定的破壞，SOD活性有所降低，SO4的SOD活性下降幅度較大。

3 小結與討論

試驗結果表明，供試的4種葡萄砧木葉片中可溶性糖、丙二醛量、脯氨酸含、超氧化物歧化酶活性隨著脅迫加劇總體呈上升趨勢，葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量則隨著脅迫的加重呈下降趨勢。其變化的規(guī)律與供試葡萄砧木抗旱性的強弱基本一致。因此，上述指標的變化可以作為鑒定葡萄砧木抗旱性的依據(jù)。但是，植物抗旱性涉及到植物內(nèi)部解剖結構、生理生化等多個方面，植物體內(nèi)的生理生化響應到外部形態(tài)的變化是一個綜合的反應，也是一個多基因控制的復雜性狀[4]?？购敌澡b定評價是一項復雜的工作，應該使用盡可能多的指標來綜合評定，從而減少單個指標對評定植物抗旱性所造成的片面性。

植物的生長發(fā)育受到生物和非生物因素的影響，在所有非生物因素中，水分的影響顯得尤為重要[7]。釀酒葡萄適宜在中國西北干旱、半干旱的地區(qū)種植，寧夏回族自治區(qū)賀蘭山東麓地區(qū)尤其適宜，但是由于西北地區(qū)土壤含水量較低，氣候也比較干燥，水分脅迫會誘導植物體內(nèi)發(fā)生各種生理生化反應，使得植物的細胞生理脫水，導致植株生長停止，光合作用受到抑制，呼吸紊亂，整個代謝活動異常，引起功能蛋白及結構蛋白的變性，最終導致植物受到干旱脅迫的危害。

植物生長代謝物質可以作為抗逆性的重要參考物質[8]。水分脅迫致使可溶性總糖含量增加，降低了植物體內(nèi)的滲透勢，維持了植物體內(nèi)正常的水分所需，以減少干旱脅迫對植物的影響。而游離脯氨酸含量的變化也在一定程度上反映了葡萄砧木對干旱脅迫的響應。研究表明，葡萄砧木葉片中的游離脯氨酸含量會隨著干旱脅迫程度的加深呈明顯的上升趨勢。葡萄在受到干旱脅迫之后，游離脯氨酸的含量會較之前未受到干旱脅迫時的含量增加幾十或者上百倍。而關于植物抗逆性有關的酶活性方面的研究成果，植物在逆境條件下會促使ROS的過度積累，最終導致細胞代謝的紊亂。超氧化物歧化酶作為生物體內(nèi)的一種抗氧化劑，能迅速將強氧化物質■ 轉變?yōu)镺2，維持細胞內(nèi)代謝的正常運轉[9]。通過測定受脅迫之后的葡萄砧木葉片的各生理生化指標的變化，以及這些指標在一段時間內(nèi)的變化快慢，可以得出各個品種抗旱性的強弱，從而篩選出抗旱性較強的葡萄砧木品種。

在干旱脅迫下，葡萄砧木葉片中可溶性總糖含量增加，抗旱性越強的品種可溶性總糖上升的幅度越大。葉綠素隨干旱脅迫的加重而迅速分解，抗旱性強的品種其下降速度較慢?？购敌詮姷恼枘酒贩N的SOD活性上升幅度大，而后下降速度慢。游離脯氨酸和丙二醛的含量也隨干旱脅迫的加重而增加。根據(jù)在干旱脅迫下各個葡萄砧木品種的生理生化指標變化，抗旱性從強到弱為1103P、5BB、3309C、SO4。

參考文獻：

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