干旱脅迫下不同玉米品種的生化指標分析

韓業(yè)輝++王冰雪++宋秀麗++陸杰++鄭旭++王俊強++孫培元

摘 要：該研究選取高抗旱品種嫩單15、中抗旱品種東農253、不耐旱品種吉單27等3個玉米品種為試驗材料，以干旱為主要處理條件，通過比較不同抗旱品種的生理指標，分析玉米對干旱脅迫的生理學響應。結果表明，在干旱脅迫條件下，MDA含量變化總體表現(xiàn)為逐漸增大，在脅迫后期，抗旱性弱品種的MDA含量增幅開始增大，明顯高于其它2個品種；POD和SOD的活性逐漸增加，抗旱品種的SOD、POD活性均高于中等抗旱和不抗旱的品種；脯氨酸總體表現(xiàn)為先升后降的趨勢；可溶糖含量的變化表現(xiàn)為先升后降的趨勢。

關鍵詞：玉米；抗旱性；分析

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）11-0033-03

Analysis of Biochemical Indexes of Different Maize Varieties under Drought Stress

Han Yehui et a1.

（1Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Qiqihaer Branch，Qiqihaer 161006，China）

Abstract：We chose high drought resistant variety nendan15，drought resistant variety dongnong253，low drought resistant variety jidan27 on this research.Then the one variety of each types as the trail mateirals were treated by drought stress，the physiological responses of drought stress for maize were analyzed by the comparing of physiological parameters of different drought resistance varieties.The content of MDA increased gradually under drought stress，and the non-resistant varietiess content of MDA are significantly higher than the other two varieties in the later drought stress stage.The activity of POD and SOD increased gradually under drought stress，that of highly resistant varieties are higher than that of the medium resistant and non-resistant varieties.The content of proline increase and then decease in the early and late stage respectively.The content of soluble sugar has the same trend with the content of proline.

Key words：Maize；Drought resistane；Analysis

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗材料為黑龍江地區(qū)抗旱能力不同的3個主栽玉米品種，分別是高抗旱品種嫩單15、中抗旱品種東農253、低抗旱品種吉單27。

1.2 試驗方法 本試驗于2012年5—10月、2013年5—10月在齊齊哈爾分院科研基地進行。單株室外盆栽黑鈣土、有機質含量1.16%，每盆按大田正常施肥作基肥，磷酸二銨4g作種肥。按大垅雙行排列，大行距66cm，小行距33cm，株距33cm。5月9日播種，10月1日收獲。在玉米的拔節(jié)期干旱脅迫7d，跟蹤測定玉米的生理生化指標。測定方法如下：可溶性糖含量測定：采用蒽酮比色法；脯氨酸含量的測定：茚三酮比色法；SOD活性測定：分光光度法測定；POD活性測定：愈創(chuàng)木酚法；MDA測定：硫代巴比妥酸法；可溶性蛋白含量的測定：考馬氏亮藍染色法測定。

2 結果與分析

2.1 丙二醛（MDA）含量對干旱脅迫的響應 膜脂過氧化最終產生丙二醛，植物膜質傷害的程度可以通過丙二醛的含量表現(xiàn)出來。由圖1可以看出，不同抗旱性的3個玉米品種在整個干旱脅迫過程中，隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，丙二醛的含量都是呈整體上升的趨勢。干旱脅迫的前4d，丙二醛含量總體表現(xiàn)為增幅較小，說明膜系統(tǒng)受到傷害較輕。4～7d這個階段，吉單27的丙二醛含量開始迅速增大，并且高于東農253和嫩單15，東農253和嫩單15這2個品種的丙二醛含量增幅較小。說明抗旱性最強的嫩單15膜系統(tǒng)傷害最輕，抗旱性弱的吉單27膜系統(tǒng)傷害最重，東農253居中。

2.2 SOD活性對干旱脅迫的響應 由圖2可以看出，不同抗旱性的玉米品種的SOD活性都隨著干旱脅迫的天數(shù)的增加，整體呈現(xiàn)上升的趨勢，并且上升的趨勢從第3～7d這個階段增大。嫩單15增加幅度最大，東農253次之，吉單27最小，表明抗旱性強的玉米品種SOD活性較高。

2.3 POD活性對干旱脅迫的響應 由圖3可知：隨著干旱脅迫天數(shù)增加，不同玉米品種的POD活性也呈現(xiàn)了增加的趨勢，與SOD變化相似。在整個干旱脅迫試驗過程中，抗旱性強的嫩單15與東農253、吉單27相比POD活性較高，說明高抗旱品種POD的活性較高。

2.4 脯氨酸含量對干旱脅迫的響應 由圖4可以看出，從干旱脅迫的第1～4d，嫩單15和東農253增幅相對較大，抗旱能力弱的吉單27增幅相對較小，說明抗旱力強的品種滲透調節(jié)能力強于弱的品種。

2.5 可溶性糖含量對干旱脅迫的響應 由圖5可以看出，在干旱脅迫試驗的過程中，可溶糖含量的變化表現(xiàn)為先升后降的趨勢。干旱脅迫處理的第2天可溶性糖含量達到最高值，從脅迫的第3天開始，隨著干旱脅迫時間的延長，可溶性糖含量逐漸下降。3個玉米品種中，吉單27可溶性糖的積累量高于嫩單15、東農253在第2天可溶性糖含量達到最高值時最高，而在2～7d過程中可溶性糖含量先速減而后趨于平和。說明水分脅迫下，可溶性糖對抗旱性弱的品種滲透調節(jié)作用明顯。

2.6 可溶性蛋白含量對干旱脅迫的響應 受干旱脅迫傷害后，氧自由基大量積累，細胞器和細胞膜受到傷害。干旱脅迫后玉米的生長受到抑制，玉米植株整體的細胞生長量下降，植物的生長活性下降。由圖6可以看出，隨著干旱脅迫試驗時間的延長，可溶性蛋白質的含量呈整體上升的趨勢。且抗旱性強的嫩單15可溶性蛋白含量在整個脅迫過程中都高于抗旱性弱的品種吉單27，東農253居中。

3 結論與討論

（1）在干旱脅迫過程中，POD、SOD的活性逐漸增加。在干旱脅迫處理期間，抗旱品種的SOD、POD活性均高于中等抗旱和不抗旱的品種，表明抗旱性強的品種具有較高的清除自由基的能力和滲透調節(jié)能力，而抗旱性弱的品種可能酶活性本身較低，受自由基傷害更大。

（2）抗旱性強的品種相對電導率整體低于抗旱性弱的品種，說明其細胞電解質外滲量相對值較?。豢购敌匀醯钠贩N在不同干旱脅迫下相對電導率差異極顯著，說明隨著干旱脅迫的加劇，抗旱性弱的品種膜系統(tǒng)受到嚴重的損傷，細胞電解質外滲加快，膜脂過氧化程度也隨之加深。

（3）干旱脅迫下，MDA含量變化總體表現(xiàn)為逐漸增大。在水分脅迫前期MDA含量總體表現(xiàn)為增幅較小，脅迫后期，抗旱性弱品種的MDA含量增幅開始增大，明顯高于其它2個品種，說明高抗品種膜系統(tǒng)傷害較輕，不抗品種膜系統(tǒng)傷害較重。

（4）不同抗性玉米品種的游離脯氨酸變化幅度不同，抗旱品種的增幅相對較大，抗旱性差的品種增幅較小。說明玉米能在干旱脅迫下積累大量脯氨酸，降低細胞滲透勢，維持正常的水分代謝，高抗品種其滲透調節(jié)能力高于不抗的品種。

（5）抗旱性強的品種可溶性糖含量的增加幅度均顯著低于抗旱性弱的品種，抗旱性弱的品種的可溶性糖含量高且增幅大。

（6）隨著水分脅迫時間的延長，可溶性蛋白質含量變化表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢。

參考文獻

[1]鮑巨松，楊成書，薛吉全.玉米不同生育期水分脅迫條件下脯氨酸變化與抗旱性的關系[J].陜西農業(yè)科學，1990（增刊）：37-39.

[2]范翠麗，陳景堂，徐明舉，等.玉米抽雄期抗旱性鑒定指標的研究[J].玉米科學，2007，15（1）：112-114，127.

[3]候建華等.玉米苗期抗旱性鑒定的研究[J].華北農學報，1995，10（3）：89-93.

[4]黃鶯.雜交玉米品種抗旱性生理指標及綜合評價初探[J].種子，2001，12（1）：12-14.

[5]黎裕，王天宇，劉成，等.玉米抗旱品種篩選指標研究[J].植物遺傳資源學報，2004，5（3）：210-215.

[6]劉玉濤，邱振英，王宇先，等.春玉米抗旱性鑒定指標比較研究[J].玉米科學，2006，14（4）：117-120.

（責編：張宏民）