馬尾松不同葉型幼苗對干旱及復(fù)水的生長及生理響應(yīng)1)

王好運 吳峰 吳昌明 于淞 朱小坤 謝維斌

(貴州大學，貴陽，550025) (貴州都勻國家馬尾松良種基地)

水分虧缺嚴重制約著植物生長發(fā)育和生理活動，隨著全球氣候變化的加劇，我國干旱地區(qū)、半干旱地區(qū)的水分短缺問題日益嚴重[1]。通過研究不同干旱脅迫處理下植物生長狀況及生理生化反應(yīng)，分析其對干旱逆境的響應(yīng)規(guī)律及適應(yīng)能力，選育出適合不同土壤條件的樹種幼苗，對提高造林成活率及旱區(qū)林木生產(chǎn)力具有重要的意義。大量的研究表明，不同干旱脅迫程度下植物生長及生物量分配發(fā)生了適應(yīng)性改變[2-3]，植物通過提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累量、增強保護酶活性等生理變化來減少滲透脅迫和氧自由基的危害[4-6]。因此，需要綜合多項與抗旱性相關(guān)的生理指標，評價植物對不同干旱脅迫處理下的響應(yīng)和適應(yīng)能力。

馬尾松(PinusmassonianaLamb)系松科松屬，是我國分布較廣泛的鄉(xiāng)土造林樹種，具有適應(yīng)性強、生長快、生產(chǎn)力高等特點，是我國南方最主要的經(jīng)濟樹種之一[7]。馬尾松在其漫長的個體發(fā)育過程中，由于受到不同環(huán)境因子的影響，幼苗在形態(tài)、生理及其生長上均出現(xiàn)了變異，這種變異往往同林木經(jīng)濟性狀和生理性狀密切相關(guān)[8]。有研究發(fā)現(xiàn)，在馬尾松1年生幼苗出圃時，會出現(xiàn)全初生條葉、全次生針葉及中間型等3種葉型幼苗[9]，且3種葉型幼苗均達到出圃標準[10]。幼苗苗木活力的大小直接決定后期造林的成敗，而苗木生理抗性是苗木活力的重要體現(xiàn)。目前，有關(guān)馬尾松抗旱性的研究多集中在干旱脅迫下種子萌發(fā)、不同種源幼苗抗旱性及接種外生菌根條件抗性變化等方面[11-14]，而不同葉型幼苗對干旱脅迫環(huán)境響應(yīng)能力及適應(yīng)機制的研究尚未見報道。為此，本試驗采用盆栽法模擬自然干旱環(huán)境，分析持續(xù)干旱脅迫及復(fù)水條件下對不同葉型幼苗生長、生理反應(yīng)及酶系統(tǒng)的影響，并利用隸屬函數(shù)法對3種葉型幼苗進行抗旱性評價，旨在為葉形變異在馬尾松苗木質(zhì)量評價中的應(yīng)用以及不同水分條件地區(qū)造林幼苗的選擇提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究供試材料取自貴州省都勻市馬鞍山林場國家馬尾松良種基地，地處北緯26°169′～26°170′，東經(jīng)107°623′～107°624′，海拔920 m左右，為中亞熱帶濕潤氣候，年均溫15.8 ℃，年平均降水量1 400 mm。采用良種基地內(nèi)1.5代種子園種子進行容器育苗，基質(zhì)為馬尾松林地表土，2016年4月初開始播種育苗，具體育苗及管理方法參考周政賢[8]總結(jié)的方法。

1.2 試驗設(shè)計及處理

于2017年2月份，參照國家苗木質(zhì)量評定標準[10]，隨機選擇出圃合格的幼苗盆栽至貴州大學林學院苗圃溫室內(nèi)，按照葉型劃分為Ⅰ類型(全初生條葉)、Ⅱ類型(中間型)和Ⅲ類型(全次生針葉)。容器規(guī)格為28 cm×20 cm，土質(zhì)選用適合馬尾松生長的黃壤土，土壤理化性質(zhì)為pH值=5.3；有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷質(zhì)量分數(shù)分別為76.84、0.78、0.74、11.51、47.81、40.00 g·kg-1，速效鉀質(zhì)量分數(shù)為80.00 mg·kg-1。緩苗期間每天漫灌至土壤水分飽和。

待幼苗度過緩苗期正常生長后，選取生長良好、長勢一致幼苗進行持續(xù)干旱脅迫，每類型苗80株，每次處理取樣6株。分別在控水當天(CK)和持續(xù)干旱7、14、21、28 d后測定相關(guān)指標，各干旱脅迫時間對應(yīng)的土壤相對含水量分別為77.5%、64.5%、35.2%、27.0%，分屬于濕潤、輕度干旱、中度干旱、重度干旱；分別在持續(xù)干旱14、21、28 d后對部分幼苗復(fù)水，并在復(fù)水7 d后對相關(guān)指標進行測定，復(fù)水處理分別用R1、R2、R3表示。每次指標測定重復(fù)4次。

1.3 指標測定方法

按照GB 6000-1999[10]標準，用直尺和游標卡尺分別測量幼苗的苗高(cm)和地徑(mm)，土壤含水率采用烘干法。

苗木質(zhì)量指數(shù)(QI)=苗木總干質(zhì)量(g)/{[苗高(cm)/地徑(mm)]+[莖干質(zhì)量(g)/根干質(zhì)量(g)]}。

光合色素質(zhì)量分數(shù)采用丙酮浸提法測定[15]；采用酸性茚三酮顯色法測定游離脯氨酸；采用蒽酮法測定可溶性糖質(zhì)量分數(shù)；采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)；采用硫代巴比妥酸法測定MDA質(zhì)量摩爾濃度；采用愈創(chuàng)木酚法測定POD酶活性；采用氮藍四唑光還原法測定SOD酶活性[16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各處理間的差異性分析采用SPSS 20.0軟件中的One-way ANOVA及Duncan檢驗法多重比較?？购敌跃C合評價采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)值法[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉型馬尾松幼苗出圃時苗木質(zhì)量參數(shù)比較

高徑比、莖根比和苗木質(zhì)量指數(shù)(QI)是評價苗木質(zhì)量最基本的形態(tài)參數(shù)。由表1可知，幼苗的高徑比和QI均存在顯著差異(P<0.05)，其中高徑比最大的是Ⅱ類型(5.45)，最小的是Ⅲ類型(4.05)，前者是后者的1.35倍，類型Ⅰ、Ⅱ之間差異不顯著；類型Ⅱ、Ⅲ的QI差異不顯著，但均顯著高于類型Ⅰ，是后者的2倍左右；3種葉型幼苗之間的莖根比差異不顯著。

表1 馬尾松不同葉型幼苗苗木質(zhì)量對比

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)；各類型苗樣本量為80株。

2.2 干旱脅迫處理及復(fù)水對不同葉型幼苗生長指標的影響

從表2可以看出，不同干旱處理下，各類幼苗生長速率變化幅度不同。土壤濕潤階段(0～7 d)，Ⅲ類型苗高增長速率最大，達到31.85%，Ⅰ、Ⅱ類型苗高增長速率分別為16.81%、19.18%；隨著脅迫程度的加劇，各類幼苗生長逐漸變緩或幾乎不生長，地徑和苗高增長趨勢表現(xiàn)出一致。分別在持續(xù)干旱14、21、28 d后進行復(fù)水處理(分別為R1、R2、R3)，不同葉型幼苗的苗高和地徑較復(fù)水前均有不同程度的增加(表3)。其中Ⅰ、Ⅱ類型幼苗各處理之間苗高、地徑表現(xiàn)差異顯著(P<0.05)。Ⅰ類型幼苗復(fù)水后，苗高和地徑增長速率逐漸增大，尤其重度水分脅迫后復(fù)水，苗高增長速率達到17.25%，分別是Ⅱ、Ⅲ類型幼苗的1.61倍和1.86倍；地徑增長速率達到27.18%，為Ⅱ、Ⅲ類型幼苗的4.33倍和7.79倍。Ⅲ類型幼苗復(fù)水后生長指標變化不明顯，表明其脅迫后恢復(fù)能力弱于Ⅰ、Ⅱ類型幼苗。

表2 干旱脅迫處理對不同葉型幼苗生長指標的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)；各類型苗初始樣本量80株，每處理取樣6株后測剩余量。

表3 復(fù)水對不同葉型幼苗生長指標的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)；R1、R2、R3分別表示持續(xù)干旱14、21、28 d后進行復(fù)水;各類型苗初始樣本量80株，每處理取樣6株后測剩余量。

2.3 干旱脅迫處理及復(fù)水對不同葉型幼苗光和色素的影響

由表4可知，3種葉型幼苗光合色素隨著干旱脅迫程度的加劇呈現(xiàn)下降趨勢，且在不同水分處理下的差異達到顯著水平(P<0.05)。其中Ⅰ類型幼苗葉綠素a質(zhì)量分數(shù)降幅最大，達到84.54%；在持續(xù)干旱脅迫14、21 d，分別對Ⅰ類型幼苗進行復(fù)水(R1、R2)，其葉綠素a質(zhì)量分數(shù)迅速回升，較復(fù)水前增加1.61倍和2.02倍。持續(xù)干旱脅迫28 d后復(fù)水(R3)，較復(fù)水前沒有顯著變化，表明重度水分脅迫后，Ⅰ類型幼苗葉綠素a質(zhì)量分數(shù)適應(yīng)能力較輕度、中度脅迫減??；Ⅱ、Ⅲ類型幼苗僅在R1處理下恢復(fù)到正常水平，中度、重度水分脅迫后，其葉綠素a質(zhì)量分數(shù)適應(yīng)能力減弱。3種葉型幼苗葉綠素b、類胡蘿卜素、總?cè)~綠素質(zhì)量分數(shù)在干旱脅迫及復(fù)水處理后的變化趨勢與葉綠素a變化趨勢一致。

2.4 干旱脅迫處理及復(fù)水對不同葉型幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

由表5可知，在持續(xù)干旱條件下，3種葉型幼苗葉片中的游離脯氨酸(Pro)、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)均呈現(xiàn)升高的趨勢，且達到顯著水平(P<0.05)。其中，以游離脯氨酸的增幅最大，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類型幼苗在重度干旱脅迫下，游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)分別達到647.95、1 062.93和528.01 μg·g-1，分別是對照的7.46倍、5.51倍和3.74倍；可溶性糖質(zhì)量分數(shù)增幅次之，增加幅度分別為2.17倍、2.08倍和2.18倍；可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)增幅最小，增加幅度分別為1.96倍、1.91倍和1.34倍。結(jié)果表明，游離脯氨酸是3種不同葉型幼苗抵御干旱脅迫最為敏感的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。

在持續(xù)干旱14 d復(fù)水后(R1)，Ⅰ類型幼苗游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)恢復(fù)程度分別為92.56%、98.97%和90.61%；Ⅱ類型幼苗游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)恢復(fù)程度分別為69.66%、87.09%和144.89%；Ⅲ類型幼苗游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)恢復(fù)程度分別為77.76%、78.44%和103.80%。分別在脅迫21 d和28 d后復(fù)水，Ⅰ類型幼苗游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)持續(xù)增長，可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)略有下降，但仍顯著高于對照水平;Ⅱ類型幼苗游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)較復(fù)水前顯著下降，可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)小幅下降，但均顯著高于對照水平；Ⅲ類型幼苗中度干旱脅迫復(fù)水(R2)后各指標較復(fù)水前差異不顯著，但重度脅迫復(fù)水(R3)后游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)顯著升高，可溶性糖質(zhì)量分數(shù)顯著下降，可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)小幅升高。

2.5 干旱脅迫處理及復(fù)水對不同葉型幼苗MDA質(zhì)量摩爾濃度及保護酶活性的影響

由表6可知，在持續(xù)干旱脅迫下，各類幼苗丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度均呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢。在重度干旱脅迫條件下，3種葉型幼苗較對照水平分別提高了3.80倍、1.24倍和1.71倍，差異顯著(P<0.05)，其余處理下僅為小幅上升。復(fù)水后，幼苗葉片中MDA質(zhì)量摩爾濃度恢復(fù)能力受到脅迫時間的影響，在持續(xù)干旱脅迫14、21 d后復(fù)水(R1、R2)，不同葉型幼苗均有所下降；但脅迫28 d后復(fù)水(R3)，幼苗MDA質(zhì)量摩爾濃度均顯著上升，可能是因為長時間的干旱脅迫導(dǎo)致保護機制失效，產(chǎn)生過多的氧自由基，即使復(fù)水也不能完全恢復(fù)，從而在葉片中積累過多的MDA。

表4 干旱脅迫及復(fù)水處理對不同葉型幼苗光合色素的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)；每處理每類型取樣6株。

表5干旱脅迫及復(fù)水處理對不同葉型幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

幼苗類型處理時間/d游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)/μg·g-1可溶性糖質(zhì)量分數(shù)/%可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)/mg·g-1ⅠCK(86.88±4.94)e(3.89±0.76)e(1.81±0.31)e7(217.64±24.08)d(4.41±0.63)cd(2.66±0.39)c14(236.77±46.33)d(5.30±0.44)c(3.87±0.20)a21(314.75±50.87)cd(7.25±1.08)b(3.58±0.36)b28(647.95±55.27)b(8.46±0.55)a(3.55±0.46)bR1(80.42±30.77)e(3.85±0.92)d(1.64±0.57)eR2(423.18±67.65)c(4.84±0.35)c(2.21±0.48)dR3(1017.62±74.33)a(5.11±0.71)c(3.41±0.70)bⅡCK(192.97±10.84)d(3.02±0.75)d(1.47±0.42)e7(201.30±5.32)d(3.63±0.32)c(2.27±0.18)bc14(228.77±49.46)d(4.20±0.54)b(2.97±0.35)a21(327.34±68.07)c(4.49±1.02)b(2.77±0.33)ab28(1062.93±118.44)a(6.27±0.31)a(2.81±0.28)abR1(134.43±28.96)d(2.63±0.59)d(2.13±0.18)cdR2(367.25±72.84)c(3.75±0.30)b(2.44±0.55)bR3(645.35±93.07)b(4.08±0.53)b(2.19±0.34)bcⅢCK(141.18±10.27)e(2.69±0.39)c(2.63±0.44)c7(239.86±4.21)de(3.24±0.86)bc(2.55±0.12)c14(347.58±108.18)cd(3.76±0.36)bc(2.95±0.50)bc21(405.22±37.83)bc(4.16±0.57)b(3.20±0.26)ab28(528.01±104.01)b(5.87±0.66)a(3.52±0.37)aR1(109.78±24.71)e(2.11±0.37)d(2.73±0.10)bcR2(431.41±138.64)bc(4.30±1.12)b(2.88±0.33)bcR3(915.57±140.90)a(3.73±0.64)bc(3.08±0.03)abc

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)；每處理每類型取樣6株。

表6干旱脅迫及復(fù)水處理對不同葉型幼苗MDA質(zhì)量摩爾濃度及保護酶活性的影響

幼苗類型處理時間/dMDA質(zhì)量摩爾濃度/nmol·g-1POD酶活性/U·g-1·min-1SOD酶活性/U·g-1ⅠCK(36.30±3.79)d(22.92±3.61)f (114.58±18.04)f7(41.92±3.51)d(38.41±3.52)ef(192.05±17.59)ef14(56.86±7.97)d(128.12±15.73)b(640.63±78.64)b21(96.63±22.54)c(169.22±24.88)a(896.09±124.37)a28(174.41±12.64)b(90.87±16.72)cd(450.15±68.79)cdR1(30.01±6.33)d(185.01±24.58)a(875.00±122.89)aR2(73.04±13.17)c(115.02±4.56)bc(575.00±22.82)bcR3(299.57±23.33)a(63.13±4.84)de(315.63±24.21)deⅡCK(48.06±2.57)c(27.08±3.61)d(135.42±18.04)d7(55.84±5.56)c(54.20±6.93)cd(271.01±34.66)cd14(64.30±13.50)c(119.79±14.58)b(598.96±72.92)b21(71.33±5.26)c(175.79±24.87)a(876.91±102.41)a28(107.53±13.50)b(82.29±7.12)c(411.46±35.58)cR1(53.81±8.62)c(178.01±20.94)a(890.01±104.70)aR2(51.97±8.64)c(68.85±8.72)c(344.22±43.60)cR3(143.01±22.69)a(56.43±10.71)cd(282.13±53.56)cdⅢCK(45.98±10.15)e(37.51±6.25)e(181.50±31.25)e7(73.14±8.59)d(79.35±8.17)cd(396.73±40.81)cd14(69.38±11.17)d(150.01±27.03)b(750.00±105.02)b21(103.44±14.96)c(183.50±38.27)a(915.51±91.37)a28(124.8±13.18)b(108.54±15.22)c(542.71±76.10)cR1(50.29±12.68)e(187.75±13.62)a(868.75±60.08)aR2(75.47±13.63)d(81.88±12.14)cd(409.38±60.70)cdR3(300.14±45.26)a(61.56±7.09)de(307.81±35.49)de

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)；每處理每類型取樣6株。

隨著干旱脅迫程度的加劇，保護酶活性均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，在中度干旱脅迫(21 d)時達到最高，經(jīng)過重度干旱脅迫后保護酶活性顯著下降(表6)。這是因為經(jīng)歷長時間的干旱脅迫，幼苗受到持續(xù)的傷害，保護酶抵御逆境的能力不斷減弱。持續(xù)干旱脅迫下，3種葉型幼苗葉片POD酶活性最大為CK的7.38倍、6.49倍和4.89倍，Ⅲ類型幼苗POD酶活性最高，Ⅰ類型幼苗增幅最大；SOD酶活性最大為CK的7.82倍、6.47倍和5.04倍，Ⅲ類型幼苗SOD酶活性表現(xiàn)最強，Ⅰ類型幼苗增幅最大。持續(xù)干旱14 d后復(fù)水(R1)，保護酶活性顯著升高(P<0.05)。其中，Ⅰ類型幼苗較復(fù)水前POD酶活性升高44.40%，SOD酶活性升高36.58%；Ⅱ類型幼苗保護酶活性增幅為48.60%和48.59%，Ⅲ類型幼苗保護酶活性增幅25.16%和15.83%。分別在持續(xù)干旱21 d和28 d后復(fù)水(R2、R3)，各葉型幼苗保護酶活性均大幅度下降，下降幅度最小的為Ⅰ類型幼苗。

2.6 不同葉型幼苗抗旱性綜合評價

植物抗旱性的強弱需要結(jié)合各個抗旱性指標綜合評價。利用上述9個生理指標隸屬函數(shù)值對3種葉型幼苗耐旱性進行綜合評價，隸屬函數(shù)平均值越大，抗旱性越強。結(jié)果表明(表7)，在輕度干旱脅迫下，Ⅰ類型幼苗綜合隸屬函數(shù)值最大(0.56)，抗旱性最強；中度干旱脅迫處理后，Ⅱ類型幼苗綜合隸屬函數(shù)值最大(0.55)，Ⅲ類型幼苗綜合隸屬函數(shù)值最小(0.42)；重度干旱脅迫條件下，Ⅲ類型幼苗表現(xiàn)較佳，綜合隸屬函數(shù)值為0.52。

表7 不同干旱脅迫處理下3種葉型幼苗抗旱性隸屬函數(shù)分析

注：“+”表示該指標與抗旱性呈正相關(guān)；“-”表示該指標與抗旱性呈負相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

苗木活力是由苗木形態(tài)、生理、抗性等質(zhì)量指標綜合體現(xiàn)的，幼苗大田表現(xiàn)與造林區(qū)立地條件、幼苗形態(tài)特征和抗逆境能力密切相關(guān)，通過研究在逆境條件下，植物生長生理指標的變化，可以綜合評價苗木活力的大小[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，出圃時Ⅲ類型幼苗表現(xiàn)出較好的苗木質(zhì)量，在不同干旱脅迫處理下，3種葉型幼苗表現(xiàn)出不同的響應(yīng)及適應(yīng)能力。在濕潤階段Ⅲ類型幼苗生長速率最大，且重度干旱脅迫下的適應(yīng)能力也強于其余兩種類型幼苗。由于苗木的抗旱性是受到多種因素影響的復(fù)合性狀，通過模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法對3種葉型幼苗的抗旱性進行綜合評價，在輕度干旱脅迫下，3種葉型幼苗抗旱性由強到弱的順序為Ⅰ類型、Ⅲ類型、Ⅱ類型;中度干旱脅迫下由強到弱的順序為Ⅱ類型、Ⅰ類型、Ⅲ類型；重度干旱脅迫條件下由強到弱的順序為Ⅲ類型、Ⅱ類型、Ⅰ類型。研究結(jié)果表明，不同葉型幼苗應(yīng)對不同干旱脅迫處理時表現(xiàn)出抗性差異，這可能與細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)系，不同葉形葉肉細胞中的原生質(zhì)體、細胞膜系統(tǒng)、葉綠體及線粒體等超微結(jié)構(gòu)在應(yīng)對逆境迫害時可能會表現(xiàn)出不同的響應(yīng)能力，通過調(diào)節(jié)其內(nèi)部生理指標含量的變化來適應(yīng)干旱環(huán)境。

光合色素主要包括葉綠素(葉綠素a、葉綠素b)和類胡蘿卜素。大量研究表明，干旱脅迫能夠?qū)е轮参锶~片中的光和色素質(zhì)量分數(shù)下降，過度的水分虧缺能夠降解掉葉片中的葉綠素量，若能在適度干旱脅迫下保持光合色素質(zhì)量分數(shù)的穩(wěn)定，將有利于提高其抗逆境能力[19-21]。邵惠芳等[22]研究發(fā)現(xiàn)，隨著干旱脅迫程度的加劇，植物光合色素質(zhì)量分數(shù)隨之減小，其中抗旱性較強的植物光合色素質(zhì)量分數(shù)降幅較小。本研究中，隨著干旱持續(xù)，3種葉型幼苗葉片中光合色素質(zhì)量分數(shù)均有顯著下降，在重度干旱脅迫下，Ⅲ類型幼苗光和色素質(zhì)量分數(shù)降幅顯著低于其他兩種類型幼苗，但Ⅰ、Ⅱ類型苗在輕度和中度干旱脅迫時，光合色素質(zhì)量分數(shù)并沒有表現(xiàn)出優(yōu)越性，說明此階段光合色素不是這兩種幼苗抗旱響應(yīng)的主導(dǎo)因素。干旱脅迫下，植物會通過滲透調(diào)節(jié)作用在細胞質(zhì)內(nèi)合成和積累大量物質(zhì)如游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白，以降低水勢維持膨壓，增強植物的保水能力[23-24]。本研究發(fā)現(xiàn)，3種葉型幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)隨著干旱脅迫的持續(xù)而增加，且以游離脯氨酸質(zhì)量分數(shù)增幅最大，可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)增幅最小，結(jié)果表明，游離脯氨酸是3種不同葉型幼苗抵御干旱脅迫最為敏感的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。在干旱條件下，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累有利于提高植物抗逆性[25-26]，Ⅰ類型幼苗在持續(xù)干旱過程中，可溶性蛋白和可溶性糖質(zhì)量分數(shù)雖然顯著高于Ⅱ、Ⅲ類型幼苗，但其呈持續(xù)降低的趨勢，而Ⅲ類型幼苗卻在持續(xù)干旱脅迫中激發(fā)了可溶性蛋白的積累。在干旱脅迫條件下，植物細胞內(nèi)由于水分的虧缺導(dǎo)致自由基代謝平衡遭到破壞，誘導(dǎo)膜脂過氧化作用加劇，自由基和丙二醛大量積累，最終使生物膜系統(tǒng)嚴重損傷，大量研究表明，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度會隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸升高[27-28]；植物保護酶系統(tǒng)主要包括超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)，其主要功能是清除自由基，增強植物抗逆性[29]。本研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)干旱過程中，各葉型幼苗丙二醛質(zhì)量摩爾濃度均呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢，保護酶活性也持續(xù)增強，但在重度干旱脅迫條件下，MDA質(zhì)量摩爾濃度升高的同時SOD、POD活性降低，可能由于干旱脅迫程度加劇，幼苗細胞結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致大量的過氧化物不能被保護酶有效的清除，使酶蛋白活性下降。結(jié)果表明，Ⅰ類型幼苗在輕度脅迫過程中，保護酶活性對其抗旱性影響較大，中度、重度脅迫下作用較弱；Ⅱ、Ⅲ類型幼苗在持續(xù)干旱過程中，保護酶活性不起主導(dǎo)作用。王藝等[30]、李嬙[31]研究發(fā)現(xiàn)，不同干旱脅迫處理復(fù)水對苗木生長生理影響不同。本研究中，分別在持續(xù)干旱14、21、28 d后，向3種葉型幼苗復(fù)水。結(jié)果表明，不同葉型幼苗的生長、光合色素質(zhì)量分數(shù)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度及保護酶活性均有不同程度的恢復(fù)，說明在干旱脅迫-復(fù)水模式的處理下，3種葉型幼苗表現(xiàn)出不同的自身調(diào)節(jié)及恢復(fù)能力，這可能由于干旱脅迫的持續(xù)，各葉型幼苗葉肉細胞受到損傷程度不同，所以導(dǎo)致復(fù)水情況下各葉型幼苗信號傳導(dǎo)能力存在差異，從而影響到生理生化的變化不同。

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