干旱脅迫對(duì)藍(lán)莓葉片生理特征的影響

楊海燕 吳文龍 閭連飛

摘要：為探討不同藍(lán)莓品種在干旱脅迫下的抗性機(jī)制，以園藍(lán)和杰兔2個(gè)藍(lán)莓品種為材料，研究不同干旱脅迫時(shí)間對(duì)藍(lán)莓葉片生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，干旱脅迫下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，藍(lán)莓葉片組織含水量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其中杰兔的下降趨勢(shì)較平緩;MDA含量和O-2· 產(chǎn)生速率總體上升，可溶性蛋白含量亦總體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，其中杰兔葉片的可溶性蛋白含量上升較快;SOD活性總體呈下降趨勢(shì)，表明園藍(lán)和杰兔具有一定的耐旱性，其中從組織含水量的變化來(lái)看，杰兔的耐旱性略好于園藍(lán)。此外，葉片含水量、O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的變化趨勢(shì)明顯，表現(xiàn)最直觀，可作為初步篩選抗旱藍(lán)莓品種的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓;水分脅迫;生理特征;葉片

中圖分類(lèi)號(hào)： S663.901文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）04-0131-03

收稿日期：2018-12-07

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（18）2017];江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目（編號(hào)：JATS[2018]317）;南京市科技計(jì)劃（編號(hào)：201608059）。

作者簡(jiǎn)介：楊海燕（1983—），女，江蘇常州人，博士研究生，助理研究員，主要從事小漿果營(yíng)養(yǎng)與栽培生理研究。E-mail：haiyanyang_025@126.com。

通信作者：吳文龍，研究員，主要從事小漿果栽培與育種研究。E-mail：1964wwl@163.com。

藍(lán)莓為杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium L.）植物，其果實(shí)為小漿果，營(yíng)養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛(ài)[1]。目前藍(lán)莓引入我國(guó)已有30余年，很多學(xué)者在藍(lán)莓的品種選育和栽培地土壤改良等方面開(kāi)展了大量研究，不斷推動(dòng)著藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展[2-3]，然而面對(duì)全球日益嚴(yán)重的氣候?yàn)?zāi)害和水資源短缺現(xiàn)狀，干旱成為制約藍(lán)莓產(chǎn)量的一個(gè)重要因素。準(zhǔn)確快速地鑒定品種抗旱性對(duì)于藍(lán)莓在我國(guó)南方坡地、山地、干旱半干旱地區(qū)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及種植推廣有著非常重要的意義。

本試驗(yàn)以園藍(lán)和杰兔品種為試驗(yàn)材料，通過(guò)控水處理模擬干旱脅迫，分析各抗旱指標(biāo)的變化規(guī)律，并對(duì)2種試驗(yàn)材料進(jìn)行抗旱性比較，旨在通過(guò)探討這些抗旱指標(biāo)在干旱脅迫下的變化規(guī)律，找出快速比較藍(lán)莓各品種抗旱性的方法，進(jìn)而為藍(lán)莓耐旱品種的選育提供科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料

試驗(yàn)在江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所的溫室大棚[平均溫度為（26±3） ℃，相對(duì)濕度為（86±20）%，自然光照]內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)材料為一年生園藍(lán)和杰兔的扦插苗，種植在直徑為26 cm、高為24 cm的圓盆中，經(jīng)過(guò)5個(gè)月標(biāo)準(zhǔn)水肥管理后開(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)選取生長(zhǎng)一致的盆栽苗進(jìn)行干旱處理，連續(xù)9 d不澆水，分別在處理后0、3、6、9 d取樣，進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測(cè)定，以處理0 d為對(duì)照。

1.2?方法

1.2.1?組織含水量的測(cè)定?選取生長(zhǎng)一致的功能葉片10張，稱(chēng)量其鮮質(zhì)量（m1）;100 ℃殺青10 min，60 ℃烘干至恒質(zhì)量后稱(chēng)其干質(zhì)量（m2），組織含水量（LWC）的計(jì)算公式為L(zhǎng)WC=（m1-m2）/m1×100%。

1.2.2?可溶性蛋白含量的測(cè)定?可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定[4]：取0.5 g新鮮葉片以0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值為7.8）為提取介質(zhì)，勻漿后在5 300 r/min下離心10 min，取2 mL勻漿后樣品與2 mL考馬斯亮藍(lán)G-250溶液混合，在波長(zhǎng)為595 nm處測(cè)定吸光度，根據(jù)公式計(jì)算可溶性蛋白濃度。

1.2.3?超氧陰離子自由基產(chǎn)生速率的測(cè)定

參照王愛(ài)國(guó)等的羥胺氧化反應(yīng)方法[5]測(cè)定超氧陰離子自由基（O-2· ）產(chǎn)生速率。取0.5 g新鮮葉片，加入6 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液（pH值為7.8）進(jìn)行研磨后，在5 300 r/min下離心10 min，取上清，即樣品粗酶液。取0.5 mL樣品粗酶液，向其中加入0.5 mL0.05 mol/L 磷酸緩沖液（pH值為7.8）和1 mL 1 mmol/L鹽酸羥胺，搖勻后于25 ℃下保溫1 h，然后再加入1 mL 17 mmol/L對(duì)氨基苯磺酸（以冰乙酸 ∶水=3 ∶1配制）和1 mL 7 mmol/L α-萘胺（以冰乙酸 ∶水=3 ∶1 配制），混勻后于25 ℃下保溫20 min，在波長(zhǎng)為530 nm處測(cè)定其吸光度，根據(jù)公式計(jì)算O-2· 產(chǎn)生速率。

1.2.4?丙二醛含量的測(cè)定

丙二醛（MDA）含量采用李合生的方法[6]測(cè)定。取1.0 g果實(shí)，加入10 mL 10%三氯乙酸溶液進(jìn)行研磨，2 650 r/min離心10 min，取上清液2 mL，加入2 mL 0.6%硫代巴比妥酸（TBA）溶液，混勻，沸水浴反應(yīng)15 min，迅速冷卻后，在2 000 r/min下離心10 min，取上清液分別在波長(zhǎng)為532、600、450 nm處測(cè)定吸光度，根據(jù)公式計(jì)算MDA含量。

1.2.5?超氧化物歧化酶活性的測(cè)定

采用黃嘌呤氧化酶法[7]測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）的活性。取1.0 g新鮮葉片，加入8 mL 濃度為0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值為7.8）冰浴研磨后，在4 ℃、6 625 r/min 離心20 min，取上清液在560 nm處測(cè)定吸光度。以1 mL反應(yīng)液中SOD抑制率達(dá)50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的SOD量為1個(gè)活性單位（U）。

1.3?統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行處理，DPS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?干旱脅迫對(duì)藍(lán)莓葉片組織含水量的影響

從圖1可知，干旱脅迫下藍(lán)莓葉片的組織含水量隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但是下降趨勢(shì)平緩。正常條件下，杰兔和園藍(lán)的葉片含水量約為67.02%和65.55%。在9 d的干旱期內(nèi)，干旱脅迫誘發(fā)了水分含量的進(jìn)一步下降。在干旱脅迫9 d后，杰兔和園藍(lán)葉片含水量分別減少為59.95%和51.23%，只比對(duì)照減少了10.55%和21.85%。杰兔含水量下降趨勢(shì)非常緩慢，各處理時(shí)間點(diǎn)之間的含水量差異不大。

2.2?干旱脅迫對(duì)藍(lán)莓葉片O-2· 產(chǎn)生速率的影響

如圖2所示，干旱脅迫下藍(lán)莓植株葉片中O-2· 產(chǎn)生速率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上升，杰兔和園藍(lán)葉片的O-2· 產(chǎn)生速率均在脅迫9 d后達(dá)到最大值，分別為對(duì)照的142.78% 和140.67%。杰兔各處理時(shí)間點(diǎn)的O-2· 產(chǎn)生速率略高于園藍(lán)。

2.3?干旱脅迫對(duì)藍(lán)莓葉片丙二醛含量的影響

如圖3所示，在9 d的干旱期內(nèi)，受到脅迫的藍(lán)莓植株葉片中的MDA含量隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，杰兔和園藍(lán)葉片中的MDA含量在脅迫9 d后達(dá)到最大值，分別為對(duì)照的253.17%和249.50%，差異顯著（P<0.05）。

2.4?干旱脅迫對(duì)藍(lán)莓葉片可溶性蛋白含量的影響

如圖4所示，在9 d的干旱期內(nèi)，受到脅迫的植株葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，杰兔和園藍(lán)的可溶性蛋白含量在脅迫9 d后達(dá)到最大值，分別為對(duì)照的1.4倍和1.2倍，差異顯著（P<0.05）。

2.5?干旱脅迫對(duì)藍(lán)莓葉片SOD活性的影響

從圖5可以看出，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，杰兔SOD活性總體呈下降趨勢(shì)，在脅迫9 d后達(dá)到最小值，為對(duì)照的44.21%;園藍(lán)的SOD活性在各處理時(shí)間點(diǎn)均低于對(duì)照。

3?結(jié)論與討論

葉片含水量是反映植物受干旱脅迫程度的主要生理指標(biāo)之一，含水量降幅越小，其抗旱性就越強(qiáng)[8]。此外，植物受到逆境傷害時(shí)，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能首先受到傷害。而在細(xì)胞膜受到傷害的同時(shí)，活性氧自由基可以誘發(fā)細(xì)胞膜脂的不飽和脂肪酸發(fā)生連鎖的過(guò)氧化反應(yīng)，使脂肪發(fā)生降解，產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化物，其中最主要的產(chǎn)物就是丙二醛（MDA）[9]。MDA含量的高低是反映細(xì)胞膜脂過(guò)氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì)膜破壞程度的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，水分脅迫下杰兔和園藍(lán)的葉片含水量降幅較小，尤其是杰兔品種，在脅迫9 d后其含水量比對(duì)照僅減少的10.55%，說(shuō)明杰兔較園藍(lán)抗性強(qiáng)。在干旱脅迫下，杰兔和園藍(lán)葉片的O-2· 產(chǎn)生速率、MDA含量均呈上升的趨勢(shì)，表明藍(lán)莓葉片的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)受到了一定程度的傷害。但是可溶性蛋白含量和SOD活性的增加，說(shuō)明植株正在通過(guò)調(diào)節(jié)自身的防御系統(tǒng)抵抗外界的傷害。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，2個(gè)藍(lán)莓品種材料在干旱脅迫下，葉片含水量、O-2· 產(chǎn)生速率、可溶性蛋白含量和MDA含量以及SOD活性均有所變化，但葉片含水量、O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的變化趨勢(shì)明顯，表現(xiàn)最直觀，能更好地反映各材料的抗旱性，可作為初步篩選藍(lán)莓抗旱材料的依據(jù)。

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