干旱脅迫對(duì)桔梗生長(zhǎng)特性、生理特性及總皂苷成分積累的影響*

張　堅(jiān)，張　博，周文貴，尹 飛，馬 琳，李興林

·中藥研究·

干旱脅迫對(duì)桔梗生長(zhǎng)特性、生理特性及總皂苷成分積累的影響*

張堅(jiān)1，2，3，張博1，周文貴1，尹 飛1，馬 琳1，李興林2，3

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，天津300193；2.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津300457；3.天津科技大學(xué)工業(yè)微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300457）

［目的］探討干旱脅迫對(duì)桔梗種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，并初步分析干旱脅迫下桔梗生長(zhǎng)發(fā)育的生理機(jī)制和對(duì)總皂苷成分的誘導(dǎo)影響。［方法］分別采用5%、10%、15%、20%、25%聚乙二醇6000（PEG6000）處理桔梗種子及幼苗，測(cè)量種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中的生長(zhǎng)性狀指標(biāo)和生理指標(biāo)，以及次生產(chǎn)物桔梗總皂苷成分含量。［結(jié)果］隨著PEG脅迫濃度的增加，桔梗種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)受到抑制。種子發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽率顯著降低；幼苗各生理指標(biāo)中脯氨酸，丙二醛和總皂苷含量呈上升趨勢(shì)，超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性均不同程度地表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)。［結(jié)論］桔梗能夠耐受一定程度的干旱脅迫，適度的干旱脅迫有助于桔梗幼苗總皂苷的積累。

桔梗；干旱脅迫；生理特性；生長(zhǎng)特性；桔?？傇碥?/p>

DOI：10.11656/j.issn.1672-1519.2015.11.12

桔梗［Platycodon grandiflorum（Jacq.）A.DC.］為桔?？平酃僦参?，屬多年生雙子葉草本植物，是一種藥、食、賞兼用的植物［1］。入藥部位為根，味苦，性平，歸肺、胃經(jīng)，具有宣肺、利咽、祛痰、排膿的功效。

桔梗為中國(guó)北方傳統(tǒng)的道地藥材，對(duì)其進(jìn)行干旱脅迫的研究有助于掌握該藥用植物在中國(guó)北方尤其是較干旱地區(qū)大面積種植的可行性，初步分析干旱脅迫對(duì)桔梗幼苗生長(zhǎng)的生理機(jī)制和對(duì)總皂苷積累的影響，為通過(guò)干旱脅迫誘導(dǎo)桔梗皂苷類(lèi)成分，提高桔梗藥材品質(zhì)進(jìn)行研究。

本實(shí)驗(yàn)選用聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫處理。聚乙二醇作為一種高分子滲透劑，可以人為的限制水分進(jìn)入種子及根系的速率從而控制種子和根系的吸水速率。目前，實(shí)驗(yàn)室條件下多采用PEG6000高滲溶液來(lái)模擬干旱脅迫，這種方法因具有簡(jiǎn)單易行、條件容易控制、重復(fù)性好、實(shí)驗(yàn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用到多種經(jīng)濟(jì)作物抗旱性研究［2］。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1植物材料桔梗種子為當(dāng)年干燥成熟種子［購(gòu)于安國(guó)藥材市場(chǎng)，經(jīng)張堅(jiān)副教授鑒定為藥用植物桔梗（Platycodon grandiflorum）的種子］；桔梗幼苗為生長(zhǎng)2個(gè)月的具有4枚真葉的桔梗實(shí)生苗。

1.1.2主要試劑及藥品濃硫酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），甲醇（分析純），乙醇（分析純），蒸餾水（自制）。

1.1.3主要儀器XCA-80001電熱鼓風(fēng)干燥箱，XMTB數(shù)顯調(diào)節(jié)恒溫水浴鍋，DU-530型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)分析儀，電子天平。

1.2方法

1.2.1種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)取成熟飽滿(mǎn)、大小一致的桔梗種子，0.5%高錳酸鉀（KMnO4）消毒20 min，蒸餾水沖洗5～6次，用蒸餾水浸泡24 h，備用。選擇潔凈烘干的培養(yǎng)皿（直徑9 cm），將種子均勻擺放于墊有2層紗布1層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿100粒，依次加入等量不同濃度梯度的PEG6 000溶液（質(zhì)量濃度分別為5%，10%，15%，20%，25%），蒸餾水（CK）為對(duì)照組，以紗布和濾紙完全潤(rùn)濕為宜，每個(gè)濃度下設(shè)3個(gè)重復(fù)，稱(chēng)質(zhì)量并記錄。在恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)（恒溫25℃，相對(duì)濕度60%，光照1 500 lx，每天光照時(shí)間12 h）。在種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)中，每3 d用不同濃度的處理液處理種子，處理液以潤(rùn)濕濾紙為宜，傾斜倒出多余液體，避免多余液體淹沒(méi)種子影響發(fā)芽。從萌發(fā)的第1天開(kāi)始（萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)為胚根伸長(zhǎng)0.2 cm作為發(fā)芽標(biāo)志），對(duì)每個(gè)編號(hào)處理逐日統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽率和每日發(fā)芽率，測(cè)量胚根和胚軸長(zhǎng)度。整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期為8 d。

1.2.2幼苗的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)用5個(gè)相同規(guī)格的穴盆（長(zhǎng)54 cm，寬27 cm，高6cm）裝入等量的基質(zhì)（珍珠巖∶蛭石∶營(yíng)養(yǎng)土=1∶1∶4），將桔梗種子播種在育種盆中，每格子種5株。出苗后間苗，每盆留生長(zhǎng)一致、分布均勻的幼苗。待幼苗株高6～8 cm時(shí)進(jìn)行干旱脅迫處理。分別用濃度為5%、10%、15%、20%、25%的PEG6000溶液進(jìn)行脅迫處理，每組處理10株幼苗，3次重復(fù)。PEG6000在處理時(shí)采用根部澆灌法，每次處理用量約200 mL左右，以澆透為止（以少量PEG6000滲出育種盆底部為標(biāo)準(zhǔn)），處理時(shí)間為傍晚，每日處理1次。PEG6000處理后每天進(jìn)行觀(guān)察，記錄幼苗在生長(zhǎng)期間的形態(tài)反應(yīng)和脅迫表現(xiàn)。處理9 d后測(cè)定生理指標(biāo)和桔梗總皂苷含量，取樣時(shí)選取整個(gè)植株。

1.2.3指標(biāo)測(cè)定

1.2.3.1種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)性狀相關(guān)指標(biāo)測(cè)定種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)以胚根伸長(zhǎng)0.2 cm作為發(fā)芽標(biāo)志，每天定時(shí)記錄種子萌發(fā)數(shù)，具體計(jì)算公式如下：

總萌發(fā)率Gr=n/N×100%，式中n為萌發(fā)種子數(shù)，N為供試種子數(shù)；

相對(duì)發(fā)芽率RGr=干旱脅迫下的發(fā)芽率/水分充足下的發(fā)芽率×100%

每日發(fā)芽率DGr=m/N×100%，式中m為當(dāng)日萌發(fā)種子數(shù)，N為供試種子數(shù)。

種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)中胚根和胚軸長(zhǎng)度以脅迫后（8 d）測(cè)量。

幼苗脅迫實(shí)驗(yàn)以脅迫完成后（9 d），觀(guān)察幼苗生長(zhǎng)狀態(tài)，并測(cè)量植株高度、根長(zhǎng)和真葉數(shù)目。

1.2.3.2生理指標(biāo)測(cè)定過(guò)氧化物酶（POD）的活性測(cè)定參照李合生［3］的方法，以每分鐘OD470 nm增加0.01為1個(gè)酶活力單位［U（/g·min）］。超氧化物歧化酶（SOD）采用氮藍(lán)四唑（NBT）顯色法測(cè)定。過(guò)氧化氫酶（CAT）采用紫外吸收法，以每分鐘內(nèi)A240下降0.1為一個(gè)酶活力單位［U（/g·min）］。脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定。脯氨酸（Pro）含量采用酸式茚三酮顯色法測(cè)定［4］得回歸方程=0.032 3X-0.005 2（r2=0.998 3）。

1.2.3.3桔?？傇碥蘸繙y(cè)定桔?？傇碥蘸繙y(cè)定采用香草醛-硫酸顯色比色法［5］。取桔梗粗粉約1 g，精密稱(chēng)重，置小型索氏提取器中，以乙醚回流提取2 h，棄去醚液；殘?jiān)蜏負(fù)]盡乙醚，再加16倍量甲醇，超聲提?。?50 W，40 kHz）2次，每次30 min，濾過(guò)，合并兩次濾液，水浴濃縮，甲醇定容至25 mL容量瓶，取1 mL置10 mL具塞磨口試管中，70℃水浴蒸發(fā)至干燥，精密加入10%香草醛試液0.5 mL和60%硫酸5 mL，搖勻，60℃水浴加熱15 min，冰水浴中冷卻3 min，隨行試劑作空白，冷后470 nm處測(cè)定得回歸方程=241.58X-0.056 3（r2=0.994 1）。

1.2.4數(shù)據(jù)處理采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，以Duncan’s新復(fù)級(jí)差法比較不同處理間的差異性，用Excel軟件進(jìn)行制圖，Word文檔進(jìn)行制表。

2　結(jié)果與分析

2.1干旱脅迫對(duì)桔梗種子發(fā)芽率的影響發(fā)芽率反映了種子在適宜條件下的萌發(fā)能力，是種子活力水平的體現(xiàn)［6-7］。由表1可見(jiàn)，隨著PEG濃度的不斷升高，發(fā)芽率依次變低，當(dāng)PEG濃度為20%時(shí)，發(fā)芽率與對(duì)照組相比顯著降低到9.12%，說(shuō)明20%PEG對(duì)桔梗種子萌發(fā)率的影響顯著，在此濃度下，桔梗種子的萌發(fā)受到了嚴(yán)重抑制。發(fā)芽實(shí)驗(yàn)未見(jiàn)低濃度PEG對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)的作用，這與多數(shù)耐干旱植物的研究不相符［8］。這一現(xiàn)象推測(cè)與選種和種子前期處理有關(guān)。PEG濃度在5%～15%范圍內(nèi)桔梗種子發(fā)芽率均超過(guò)50%，說(shuō)明PEG濃度在15%的干旱脅迫是桔梗種子萌發(fā)耐受的臨界值。

每日發(fā)芽率統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖1）表明，經(jīng)不同濃度PEG處理后，桔梗種子的每日發(fā)芽率總體上隨著天數(shù)的增加均有逐漸下降的趨勢(shì)。5%、10%PEG溶液處理的發(fā)芽高峰期出現(xiàn)在第1天，與對(duì)照組一致；15%PEG溶液處理的發(fā)芽高峰期出現(xiàn)在第3天，較對(duì)照組推遲2 d。說(shuō)明一定濃度范圍內(nèi)的干旱脅迫會(huì)推遲桔梗種子的萌發(fā)。

圖1　不同濃度PEG對(duì)桔梗種子每日發(fā)芽率的影響Fig.1Effects of concentrations of PEG on daily germination rate of ballonflower seeds

表1　不同濃度PEG對(duì)桔梗種子發(fā)芽率的影響（±s）Tab.1　Effects of concentrations of PEG on germination rate of ballonflower seeds（±s）%

表1　不同濃度PEG對(duì)桔梗種子發(fā)芽率的影響（±s）Tab.1　Effects of concentrations of PEG on germination rate of ballonflower seeds（±s）%

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度發(fā)芽率相對(duì)發(fā)芽率對(duì)照組（CK）84.47±3.52a100.00 0583.32±4.78a098.70 1076.71±4.03*090.88 1554.14±2.83*064.10 2007.79±3.31*009.12

2.2干旱脅迫對(duì)桔梗種子胚根和胚軸生長(zhǎng)的影響種子萌發(fā)后，胚根和胚軸的延伸反映出植物定居成苗的特性。由表2可知，桔梗種子在PEG脅迫處理下胚根和胚軸的長(zhǎng)度與對(duì)照組差異顯著，且隨著干旱脅迫的增強(qiáng)，對(duì)胚根、胚軸生長(zhǎng)的抑制作用也不斷增強(qiáng)。此外，實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)干旱脅迫對(duì)胚軸的抑制作用要明顯大于胚根，說(shuō)明干旱脅迫下胚軸的發(fā)育比胚根更敏感。

表2　不同濃度PEG對(duì)桔梗種子胚軸和胚根生長(zhǎng)的影響（±s）Tab.2　Effects of concentrations of PEG on daily germination rate of ballonflower seeds（±s）

表2　不同濃度PEG對(duì)桔梗種子胚軸和胚根生長(zhǎng)的影響（±s）Tab.2　Effects of concentrations of PEG on daily germination rate of ballonflower seeds（±s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）胚軸長(zhǎng)度（cm）胚根長(zhǎng)度（cm）對(duì)照組（CK）2.04±0.09a0.98±0.03a051.65±0.07a0.82±0.03* 101.45±0.10*0.68±0.02* 150.41±0.06*0.64±0.01* 200.10±0.05*0.23±0.02*

2.3干旱脅迫對(duì)桔梗幼苗生長(zhǎng)的影響見(jiàn)表3。由表3可知，不同濃度干旱脅迫幼苗生長(zhǎng)狀態(tài)存在差異。實(shí)驗(yàn)處理后對(duì)植株進(jìn)行觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)在短期內(nèi)（2 d之內(nèi)）不會(huì)出現(xiàn)可見(jiàn)性傷害癥狀。處理后第3天出現(xiàn)可見(jiàn)性傷害，表現(xiàn)在葉片末梢的黃化上，隨干旱脅迫程度的加強(qiáng)黃化程度加深［9］。在接下來(lái)的幾天內(nèi)，外圍葉片已有部分枯萎、皺縮，整個(gè)植株已開(kāi)始萎蔫，葉片黃化畸形，干旱脅迫下出現(xiàn)死苗的現(xiàn)象。低濃度干旱脅迫下新生小葉仍能正常生長(zhǎng)，但是長(zhǎng)勢(shì)減弱。

2.4干旱脅迫對(duì)桔梗幼苗生理指標(biāo)的影響

2.4.1脯氨酸（Pro）含量Pro是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量的增減在一定程度上反映植物受到干旱脅迫的情況［10］。由表4所示，隨PEG濃度的增加，Pro的含量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，PEG處理的5組 Pro含量均高于對(duì)照組，25%PEG組的Pro含量累積明顯高于對(duì)照組及其他處理組，是對(duì)照組的3.62倍。

表3　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗生長(zhǎng)的影響（±s）Tab.3　Effects of concentrations of PEG on the growth of ballonflower seedlings（±s）

表3　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗生長(zhǎng)的影響（±s）Tab.3　Effects of concentrations of PEG on the growth of ballonflower seedlings（±s）

PEG6000濃度（%）植株高度（cm）對(duì)照組（CK）8～10 058～9 107～9 156～8根長(zhǎng)（cm）5～6 4～6 4～5 4～5 205～743～4 255～643～4真葉4～6 4～6 4～5 4～5

表4　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中Pro含量的影響（±s）Tab.4　Effects of concentrations of PEG on proline contents of ballonflower seedlings（±s）

表4　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中Pro含量的影響（±s）Tab.4　Effects of concentrations of PEG on proline contents of ballonflower seedlings（±s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）Pro（%）對(duì)照組（CK）0.20±0.02c050.21±0.02c100.25±0.03c150.28±0.02b200.32±0.03* 250.63±0.02*

2.4.2MDA含量植物在逆境脅迫下會(huì)出現(xiàn)膜脂過(guò)氧化反應(yīng)。MDA含量高低可以表示脂質(zhì)過(guò)氧化程度和膜系統(tǒng)受傷害程度。在一定脅迫濃度內(nèi)，細(xì)胞的各種保護(hù)機(jī)制使得MDA含量維持在一定的水平，但脅迫濃度超過(guò)特定閥值后，細(xì)胞內(nèi)代謝失調(diào)，自由基積累，膜脂過(guò)氧化作用加大，MDA含量升高［11-12］。由表5可知，隨著PEG濃度的增加，MDA含量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，25%PEG處理組MDA含量高于其他組，說(shuō)明其脅迫程度最深，傷害程度最大。

表5　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中MDA含量的影響（±s）Tab.5　Effects of concentrations of PEG on MDA contents of ballonflower seedlings（±s）

表5　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中MDA含量的影響（±s）Tab.5　Effects of concentrations of PEG on MDA contents of ballonflower seedlings（±s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）丙二醛含量（μmol/g）對(duì)照組（CK）3.96±0.30* 055.39±0.22* 105.50±0.35* 156.39±0.33* 207.58±0.29* 258.90±0.34*

2.4.3POD活性干旱脅迫對(duì)桔梗植株中POD活性的影響表現(xiàn)為先升后降的趨勢(shì)，見(jiàn)表6。PEG濃度為20%時(shí)達(dá)到最高值，繼續(xù)增加PEG濃度，POD活力開(kāi)始下降。POD是植物體內(nèi)清除自由基的重要保護(hù)酶，能將過(guò)氧化氫（H2O2）轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘹洌℉2O）和氧氣（O2）。本實(shí)驗(yàn)中，植物體通過(guò)提高POD活力來(lái)清除植物體由于干旱脅迫產(chǎn)生的活性氧，減輕活性氧的傷害，幫助植物體維持在一定的水平［13-15］；但隨著脅迫程度的增加，超過(guò)對(duì)活性氧的清除的范圍值，保護(hù)酶活性就會(huì)下降，推測(cè)其受到活性氧的損害。

表6　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中POD活性的影響（±s）Tab.6　Effects of concentrations of PEG on POD activity of ballonflower seedlings（±s）

表6　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中POD活性的影響（±s）Tab.6　Effects of concentrations of PEG on POD activity of ballonflower seedlings（±s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）POD活性［U/（min·g）］對(duì)照組（CK）147.72±08.32e05154.55±10.81c10170.94±09.87* 15173.46±08.75* 20186.22±10.54* 25096.62±09.41*

2.4.4SOD活性SOD是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，它可對(duì)抗與阻斷因氧自由基對(duì)細(xì)胞造成的損害，將O2-清除氧化成H2O2和O2［15-18］。由表7可知，本實(shí)驗(yàn)中SOD活性變化趨勢(shì)與POD活性變化趨勢(shì)大體相同。隨著PEG濃度的增加，SOD活性的變化為先升再降的趨勢(shì)，PEG濃度為15%時(shí)達(dá)到最高值。這說(shuō)明在PEG濃度較低情況下，SOD活力可以維持在一個(gè)較高的水平，避免活性氧的大量積累，減輕活性氧引起的膜傷害［18-19］；但過(guò)強(qiáng)的干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致SOD活性受到抑制。

表7　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中SOD活性的影響（±s）Tab.7　Effects of concentrations of PEG on SOD activity of ballonflower seedlings（±s）

表7　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中SOD活性的影響（±s）Tab.7　Effects of concentrations of PEG on SOD activity of ballonflower seedlings（±s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）SOD活性U/（g·min）對(duì)照組（CK）170.91±19.21d05348.10±15.57* 10419.82±17.83* 15522.41±26.04* 20362.50±23.20* 25106.32±18.27*

2.4.5CAT活性CAT也是植物體內(nèi)細(xì)胞清除H2O2的關(guān)鍵酶之一，能將H2O2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O和O2［15-18］。由表8可知，隨著PEG濃度的增加，CAT活性的變化呈現(xiàn)先升再降的趨勢(shì)，PEG濃度為20%時(shí)達(dá)到最高值。

表8　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中CAT活性的影響（±s）Tab.8　Effects of concentrations of PEG on CAT activity of ballonflower seedlings（±s）

表8　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中CAT活性的影響（±s）Tab.8　Effects of concentrations of PEG on CAT activity of ballonflower seedlings（±s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）CAT活性（U/g）對(duì)照組（CK）2.25±0.20d053.30±0.15* 104.08±0.21* 154.91±0.15* 203.50±0.12* 251.86±0.17*

2.5桔?？傇碥蘸坑杀?可知，經(jīng)PEG脅迫處理的實(shí)驗(yàn)組中桔?？傇碥蘸烤哂趯?duì)照組；實(shí)驗(yàn)組中桔梗總皂苷含量在一定脅迫范圍內(nèi)（PEG濃度5%～20%）隨干旱脅迫程度升高而升高，20%PEG濃度處理下桔梗總皂苷含量最高，為對(duì)照組（CK）的1.67倍，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明適當(dāng)?shù)脑黾痈珊得{迫可以有效地誘導(dǎo)桔梗皂苷的生物合成，短時(shí)間內(nèi)即可顯著的增加桔?？傇碥蘸浚?0］。這為今后通過(guò)干旱脅迫手段提高桔梗藥材質(zhì)量提供參考，如可以使桔梗在采收前八九天適當(dāng)停水干旱處理以提高植物皂苷產(chǎn)量。此外，實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)當(dāng)PEG濃度達(dá)到25%時(shí)，桔?？傇碥蘸客蝗幌陆担茰y(cè)是由于其受到嚴(yán)重脅迫使植物參與皂苷類(lèi)成分生物合成的相關(guān)酶活性受到抑制所致。

表9　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中總皂苷含量的影響（±s）Tab.9　Effects of concentrations of PEG on total ginsenoside contents of ballonflower seedlings（s）

表9　不同濃度PEG對(duì)桔梗幼苗中總皂苷含量的影響（±s）Tab.9　Effects of concentrations of PEG on total ginsenoside contents of ballonflower seedlings（s）

注：與對(duì)照組（CK）比較，*P＜0.05。

PEG6000濃度（%）總皂苷含量（%）對(duì)照組（CK）2.167±0.102 5d052.429±0.054 2* 102.542±0.116 1* 152.815±0.120 2* 203.620±0.170 3* 252.691±0.152 9*

3　結(jié)論

干旱脅迫下桔梗種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)受到不同程度的抑制，在PEG6000濃度小于15%時(shí)具有一定的抗旱能力。

生理指標(biāo)表明桔梗在一定程度干旱脅迫下（PEG濃度5%～15%）具有一定的自身調(diào)節(jié)能力，但超過(guò)PEG濃度15%桔梗植物自身耐受力明顯下降，保護(hù)酶活力降低。

一定程度的干旱脅迫有助于誘導(dǎo)桔梗總皂苷的生物合成，可以考慮在藥材采收前適當(dāng)進(jìn)行短時(shí)間的干旱處理（如適度減少灌溉），以提高藥材質(zhì)量，改變?cè)耘嘀参锂a(chǎn)量高但質(zhì)量差的現(xiàn)狀。

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（本文編輯：高杉，滕曉東）

Effects of drought stress on growth and physiological characteristics，and total saponins accumulation of Ballonflower

ZHANG Jian1，2，3，ZHANG Bo1，ZHOU Wen-gui1，YIN Fei1，MA Lin1，LI Xing-lin2，3
（1.College of Chinese Herbal Medicine，Tianjin University of Traditional Chinese Medicine，Tianjin 300193，China；2.College of Biotechnology，Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China；3.Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology，Ministry of Education，Tianjin 300457，China）

［Objective］To explore the effects of drought stress on seed germination and seedling growth of ballonflower，and to analyze the physiological mechanism of drought stress on growth and development of ballonflower and the accumulation characteristics of saponins.［Methods］The seeds of ballonflower and the seedling were treated with 5%，10%，15%，20%and 25%PEG 6000，then the growth traits index and physiologic index in the process of seed germination and seedling growth and the secondary product，i.e.ballonflower total saponins were measured.［Results］With the increase of PEG stress concentration，seed germination was inhibited，the germination rate and relative germination rate were decreased；among the various physiological indexes，proline，MDA，and total saponins showed increasing trends.The activities of SOD，CAT and POD all presented a rising and then decreasing tendency.［Conclusion］Ballonflower can tolerate some degree of drought stress.Moderate drought stress is good for the accumulation of total saponins of ballonflower seedlings.

ballonflower；drought stress；physiological characteristics；growth trait；ballonflower total saponins

R282

A

1672-1519（2015）11-0684-05

國(guó)家自然科學(xué)基金（U1332123）；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金（20121210120013）；天津中醫(yī)藥大學(xué)第五屆大學(xué)生科技創(chuàng)新基金（CXJJ2015YC27）。

張堅(jiān)（1974-），男，博士，副教授，研究方向?yàn)橹兴庂Y源和中藥生物技術(shù)。

李興林，E-mail:lxlszf@tust.edu.cn。

（2015-06-25）