水分脅迫對玉簪的影響 *

王 穎 潘 杰 狄松巍 張 鑫 周玉遷

（黑龍江省森林植物園，哈爾濱 150040）

水分脅迫包括干旱脅迫（水分虧缺）和水澇脅迫（洪澇）。水澇脅迫對植物產(chǎn)生的傷害稱為澇害，干旱和水澇是限制植物生長發(fā)育、基因表達(dá)和產(chǎn)量的重要因子，因此可以將玉簪抗旱性和耐澇性作為評價優(yōu)良品種的重要指標(biāo)之一。本文利用水分脅迫模擬干旱和淹水逆境，研究了10種玉簪的抗旱、抗?jié)衬芰?，以期為今后玉簪的生長培養(yǎng)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以10個玉簪品種為試驗材料，分別為安妮(Hosta'Anne')、翠鳥(Hosta'Tardiana Halcyon')、闊邊(Hosta'Wide Brim')、伊甸園(Hosta'Paradise Power')、蘭西浮力亞(Hosta'Lancifolia')、安提克(Hosta'Antioch')、風(fēng)信子(Hosta'Hyacinthina')、金邊瑞香(Hosta'Aureomarginate')、八月的月亮(Hosta'August Moon')和白邊波葉玉簪 (Hosta'Undulata var.Albo-marginata Hort')。選擇生長狀態(tài)一致的玉簪進(jìn)行試驗。

1.2 方法

1.2.1 水分脅迫處理方法

試驗在黑龍江省森林植物園科研實驗基地進(jìn)行，于5月份將盆栽苗移至頂部遮雨、四周通風(fēng)的大棚中緩苗，待第3片真葉萌出，葉片開始進(jìn)入速生期，挑選生長一致的植株進(jìn)行水分脅迫處理，包括干旱脅迫和水澇脅迫。

干旱脅迫 將選定的10個品種的玉簪于4月末～5月初栽入以腐殖土為基質(zhì)的塑料花盆（21 cm×24 cm）中培養(yǎng)，在生長條件相同的情況下，于6月末移入室外搭建的塑料棚中，期間保持棚內(nèi)與自然條件接近，每早將塑料布卷起通風(fēng)，晚間將其放好。正常養(yǎng)護(hù)管理約15天，開始控水前一天將盆灌水至飽和狀態(tài)，每種30盆，以正常植株為對照，采用隨機實驗設(shè)計。脅迫1個月后收集葉片，并測定各項指標(biāo)，并在脅迫后每隔7天隨機選取3盆覆水，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)管理，每天觀察植株恢復(fù)生長情況。

水澇脅迫 將選定的10個品種的玉簪于4月末～5月初栽入以腐殖土為基質(zhì)的塑料桶（21 cm×24 cm）中培養(yǎng)，在生長條件相同的情況下，于6月末移入室外搭建的塑料棚中，期間保持棚內(nèi)與自然條件接近，每早將塑料布卷起通風(fēng)，晚間將其放好，正常養(yǎng)護(hù)管理約15天，將桶灌水至飽和狀態(tài)，每種30桶，以正常植株為對照，采用隨機實驗設(shè)計，保證桶中土壤的濕度。試驗和干旱脅迫同時進(jìn)行，脅迫1個月后收集葉片，并測定各項指標(biāo)，并在脅迫后每隔7天隨機選取3桶將水清空，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)管理，每天觀察植株恢復(fù)生長情況。

1.2.2 水分脅迫下玉簪生長形態(tài)觀測

從7月1日開始進(jìn)行水分脅迫處理，共持續(xù)7周，每周觀測不同玉簪品種的葉片、根、莖等的變化，并記錄。

1.2.3 水分脅迫下玉簪干重、鮮重及含水量測定

在玉簪生長的8月份對玉簪地上部和地下部干物質(zhì)進(jìn)行取樣，每處理取3盆植株，清除根系周圍的泥土并清洗全株后，用吸水紙吸去多余水分，用電子天平（精確度0.001 g）分別稱取地上部和根系的質(zhì)量，85℃烘干后，再分別稱其質(zhì)量。含水量（g）=干重-鮮重。

1.2.4 水分脅迫下玉簪細(xì)胞膜透性測定

將根系用去離子水沖洗2遍，再用潔凈濾紙吸凈表面水分，稱取不同品種的植物新鮮根系0.2 g，剪成長度相同的小段放入試管中，每組3個重復(fù)，加入15 mL蒸餾水，隔夜靜置；第2天，將各試管充分搖勻，測其初電導(dǎo)值，同時測定空白電導(dǎo)值。將測完電導(dǎo)值的各試樣放入水浴鍋中，沸水浴30min，再放在室溫下冷卻，搖勻后，測定煮沸電導(dǎo)值。用測得的電導(dǎo)值比上煮沸電導(dǎo)值即得相對電導(dǎo)率。實驗儀器采用DDS-11A型數(shù)字電導(dǎo)率儀。

相對電導(dǎo)率（%）=（處理電導(dǎo)值-空白電導(dǎo)值）/（煮沸電導(dǎo)值-空白電導(dǎo)值）×100。

1.2.5 水分脅迫下玉簪生理指標(biāo)測定

可溶性蛋白利用考馬斯亮藍(lán)法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；游離脯氨酸含量采用茚三酮顯色法測定；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法測定；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT光照化學(xué)還原法測定；過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定。

1.2.6 恢復(fù)生長試驗

在干旱脅迫后，每隔7天隨機選取3盆覆水，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)管理，每天觀察植株恢復(fù)生長情況。在水澇脅迫后每隔7天隨機選取3桶將水清空，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)管理，每天觀察植株恢復(fù)生長情況。將測得的數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分脅迫對玉簪生長性狀的影響

水分脅迫后，每周觀測玉簪變化狀況。安妮、伊甸園、蘭西浮力亞、風(fēng)信子、八月的月亮、金邊瑞香和翠鳥等抗旱性較強，葉片在第2周就開始變黃且焦邊，第3周葉片開始枯黃，第4周或第5周葉片才全部干枯；安提克和白邊波葉抗旱性較差，葉片在第2周就干枯50%，第3周葉片全部干枯。

蘭西浮利亞耐澇性極強，脅迫第7周葉片才開始變淺，稍有焦邊；安妮、闊邊、伊甸園、安提克、八月的月亮和風(fēng)信子等耐澇性強，脅迫第2周葉片稍有焦邊，至脅迫第7周葉片仍未出現(xiàn)黃枯；翠鳥和八月的月亮耐澇性較差，翠鳥在脅迫第2周葉緣出現(xiàn)少量黃焦邊，第4周葉片枯黃焦邊，八月的月亮在脅迫第2周葉片就黃枯焦邊。

2.2 水分脅迫對玉簪干重、鮮重和含水量的影響

水分脅迫2周，收集玉簪的葉和根，分別測量其鮮重、干重和含水量。干旱脅迫后，葉片的含水量顯著增加，根部的干重顯著增加；安提克和金黃色陽光的葉僅含水量顯著增加；翠鳥、闊邊和金邊瑞香的根僅干重顯著增加。水澇脅迫后，葉片的含水量顯著增加，根部的干重顯著增加；金黃色陽光葉的干重和含水量顯著增高；闊邊、伊甸園、蘭西浮力亞和安提克的葉僅含水量顯著增加；蘭西浮力亞、安提克、風(fēng)信子和金邊瑞香的根僅干重顯著增高。

結(jié)果表明，水分對各器官生物量的影響程度不同，水分脅迫后，葉片的含水量顯著增加，根部的干重顯著增加，這可能由于玉簪在不同脅迫下，將養(yǎng)分向根部運輸，儲藏起來，將水分盡可能多的留在葉片來維持生長。

2.3 水分脅迫對玉簪生理指標(biāo)的影響

2.3.1 可溶性蛋白質(zhì)含量的結(jié)果與分析

經(jīng)過水分脅迫處理后，伊甸園玉簪在干旱脅迫和水澇脅迫下的可溶性蛋白含量均較高（圖1），為0.5 g/L左右；翠鳥、蘭西浮力亞、金邊瑞香和八月的月亮玉簪在干旱脅迫下的可溶性蛋白含量較高，其中蘭西浮力亞的可溶性蛋白含量高達(dá)0.9 g/L，但是這些玉簪在水澇脅迫下較低；相反，安提克玉簪在干旱脅迫下的可溶性蛋白含量較低，但是在水澇脅迫中顯著增高，高達(dá)1.2 g/L；安妮、闊邊、風(fēng)信子、白邊波葉玉簪在干旱脅迫和水澇脅迫下的可溶性蛋白含量均較低，低于0.2 g/L。

2.3.2 可溶性糖含量的結(jié)果與分析

圖1 水分溫脅迫下玉簪的葉片可溶性蛋白含量

經(jīng)過水分脅迫處理后，白邊波葉玉簪在干旱脅迫下的可溶性糖含量顯著增加（圖2），高達(dá)70 mg/mL，但在水澇脅迫下的含量較低；相反，安妮、伊甸園、蘭西浮力亞、安提克、金邊瑞香玉簪干旱脅迫下的可溶性糖含量較低，但在水澇脅迫下的含量較高；翠鳥、闊邊、風(fēng)信子、八月的月亮玉簪在干旱脅迫和水澇脅迫下的可溶性糖含量均較低，低于30 mg/mL以下。

圖2 水分脅迫下玉簪的葉片可溶性糖含量

2.3.3 游離脯氨酸含量的結(jié)果與分析

由圖3可知，經(jīng)過水分脅迫處理后，只有蘭西浮力亞玉簪在干旱脅迫和水澇脅迫下的脯氨酸含量較高，分別為68.63和86.33 mg/mL；闊邊、伊甸園、金邊瑞香和白邊波葉玉簪在干旱脅迫中的脯氨酸含量較高，其中闊邊玉簪高達(dá)121.15 mg/mL，而這些玉簪在水澇脅迫下較低；相反，安妮、翠鳥、安提克、風(fēng)信子、八月的月亮玉簪在干旱脅迫中的脯氨酸含量較低，而在水澇脅迫下較高，其中安妮玉簪高達(dá)110.12 mg/mL。

圖3 低溫脅迫下玉簪的葉片脯氨酸含量

2.3.4 丙二醛含量的結(jié)果與分析

經(jīng)過水分脅迫處理后，伊甸園、蘭西浮力亞、安提克、金邊瑞香和白邊波葉玉簪在干旱脅迫和水澇脅迫下的丙二醛含量均保持在較低的水平（圖4）；安妮玉簪在干旱脅迫下的丙二醛含量較高，但在水澇脅迫下較低；相反，闊邊和金黃色陽光玉簪在干旱脅迫下的丙二醛含量較低，但在水澇脅迫下較高；翠鳥和風(fēng)信子在干旱脅迫和水澇脅迫下的丙二醛含量均顯著增加。

圖4 低溫脅迫下玉簪的葉片MDA含量

2.3.5 保護(hù)酶活性的結(jié)果與分析

經(jīng)水分溫脅迫處理后，蘭西浮力亞、金邊瑞香和白邊波葉玉簪在干旱和水澇脅迫中的兩種保護(hù)酶活性均顯著升高；其他玉簪的保護(hù)酶活性并不顯著變化（圖5）。

圖5 水分脅迫下玉簪的葉片POD活性

2.3.6 恢復(fù)生長的結(jié)果與分析

在干旱脅迫后，每隔7天隨機選取3盆覆水，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)管理，每天觀察植株恢復(fù)生長情況，闊邊、蘭西浮力亞、金邊瑞香玉簪恢復(fù)較好，幾乎沒有整片干枯的葉片，葉片干枯邊緣較?。话材?、伊甸園、八月的月亮和白邊波葉玉簪的葉片干枯邊緣也較小，但是有整片干枯的葉片；翠鳥、安提克、風(fēng)信子玉簪的葉片干枯邊緣較大，整片干枯的葉片較多。

圖6 水分脅迫下玉簪的葉片SOD活性

在水澇脅迫后，每隔7天隨機選取3桶將水清空，進(jìn)行正常養(yǎng)護(hù)管理，每天觀察植株恢復(fù)生長情況，闊邊、伊甸園、風(fēng)信子、金邊瑞香、白邊波葉和八月的月亮玉簪恢復(fù)較好，生長狀態(tài)良好，幾乎沒有整片干枯的葉片，葉片干枯邊緣較?。黄渌耵⒒謴?fù)也較好，葉片枯邊較小，但是整片干枯的葉片較多。

3 結(jié)論

在本研究中利用水分脅迫模擬干旱和淹水逆境，研究了10種玉簪的抗旱、抗?jié)衬芰?。結(jié)果表明，安妮、伊甸園、蘭西浮力亞、風(fēng)信子、八月的月亮、金邊瑞香和翠鳥等抗旱性較強，葉片在第2周開始變黃而且焦邊，第3周葉片開始枯黃，第4或第5葉片才全部干枯；安提克和白邊波葉抗旱性較差，葉片在第2周就干枯50%，第3周葉片全部干枯。蘭西浮利亞耐澇性極強，脅迫第7周葉片才開始變淺稍有焦邊；安妮、闊邊、伊甸園、安提克、八月的月亮和風(fēng)信子等耐澇性強，脅迫第2周葉片稍有焦邊，至脅迫第7周葉片仍未出現(xiàn)黃枯；翠鳥和八月的月亮耐澇性較差，翠鳥在脅迫第2周葉緣出現(xiàn)少量黃焦邊，第4周葉片枯黃焦邊，八月的月亮在脅迫第2周葉片就葉片黃枯焦邊。水分對各器官生物量的影響程度也不一樣。水分脅迫后，葉片的含水量顯著增加，根部的干重顯著增加；水分脅迫對玉簪的細(xì)胞膜透性有顯著影響，不同玉簪對水分脅迫的耐受性也不同；水分脅迫對玉簪的生理指標(biāo)也有顯著影響，不同水分脅迫下，玉簪的各項生理指標(biāo)也不同。經(jīng)過綜合分析，其中干旱和水澇脅迫伊甸園、蘭西浮力亞、金邊瑞香和白邊波葉的生理影響較小，可能耐旱耐澇能力較強。

［1］ 潘瑞熾.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.北京:高等教育出版社，2004.

［2］ 楊靜.紅葉石楠抗旱性與抗寒性研究及引種適應(yīng)性分析［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.