干旱脅迫對(duì)八棱海棠葉片生理指標(biāo)的影響

李春霞， 曹 慧

(1.延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 陜西 延安 716000； 2.濰坊學(xué)院，山東 濰坊 261061；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué),山西 太谷 030801)

蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)農(nóng)民脫貧致富奔小康的支柱產(chǎn)業(yè),然而栽培蘋(píng)果的地方多是年降雨量少且無(wú)灌溉條件，由于栽培面積每年都在迅速擴(kuò)大，過(guò)去利用當(dāng)?shù)赝辽灵L(zhǎng)的抗旱砧木已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足迅速發(fā)展的需要。目前生產(chǎn)上，八棱海棠是應(yīng)用較為普遍的蘋(píng)果砧木，因此，研究干旱脅迫對(duì)八棱海棠影響，為生產(chǎn)提供指導(dǎo)具有重要意義。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料培養(yǎng)

試驗(yàn)在山東濰坊學(xué)院日光溫室大棚和生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，以八棱海棠(Malus micromalus Rehd.) 1年生實(shí)生幼苗為試材，用營(yíng)養(yǎng)液水培法培養(yǎng)苗木。

1.2 試驗(yàn)處理

當(dāng)苗長(zhǎng)到13～14片真葉時(shí)開(kāi)始干旱處理，選擇大小一致的幼苗100株分成兩份，每份50株，一份在正常營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)作為對(duì)照；另一份移入含有20%PEG-6000的營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行干旱處理，從處理開(kāi)始起，每天每個(gè)處理隨機(jī)取樣，進(jìn)行生理指標(biāo)的測(cè)定，數(shù)值為3次重復(fù)的平均值，直到植株完全死亡為止。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定方法

細(xì)胞質(zhì)膜透性測(cè)定，采用DDS-11A型導(dǎo)電率儀測(cè)定[1]；丙二醛含量測(cè)定，采用硫代巴比妥酸法[2]，略加改良；可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮蘭- G250法[3]；葉綠素含量的測(cè)定采用80%丙酮浸提法[4]； DNA的提取CTAB法，將提取的DNA經(jīng)純化風(fēng)干后，溶解在0.5 mL的TE中，取50μL稀釋到2 500 ul后，用UV-2100分光光度計(jì)，(用TE為空白)，在260 nm下測(cè)定各樣品吸光值，利用公式計(jì)算其濃度，再計(jì)算其DNA含量。DNA濃度(μg·mL-1)=(A260nm×稀釋倍數(shù))/(0.02×L)，其中L為比色杯光徑(1 cm)。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)相對(duì)電導(dǎo)率的影響

從1圖可看出，在正常營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，葉片的相對(duì)電導(dǎo)率變化幅度較小。經(jīng)20% PEG6000處理后，葉片的電導(dǎo)率都在不斷增大，在脅迫前期上升較慢，后期上升較快，從第5天開(kāi)始明顯增大，比對(duì)照增加4.12 %。

2.2 干旱脅迫對(duì)MDA的影響

從圖2看到，八棱海棠葉片中MDA含量隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而呈上升趨勢(shì)。說(shuō)明膜質(zhì)過(guò)氧化在前期增加緩慢，到第5天開(kāi)始急劇增加。

2.3 干旱脅迫對(duì)可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

從圖3可知，在沒(méi)有進(jìn)行干旱脅迫時(shí)，葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量的變化都比較平穩(wěn)，而經(jīng)過(guò)干旱脅迫后表現(xiàn)出“先上升后下降”的趨勢(shì)，在第4天達(dá)到高峰，隨后開(kāi)始下降.

2.4 干旱脅迫對(duì)DNA含量的影響

從圖4可以看出，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，DNA總體水平都呈下降趨勢(shì)，前期下降較慢，后期下降較快。

2.5 干旱脅迫對(duì)葉綠素含量的影響

由圖5見(jiàn)，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，總?cè)~綠素含量持續(xù)下降，這與大多數(shù)干旱脅迫對(duì)總?cè)~綠素含量影響的研究結(jié)果相同。在前3 d下降緩慢，從第4天開(kāi)始快速下降。

3 討論與結(jié)論

3.1 干旱脅迫對(duì)八棱海棠葉片質(zhì)膜相對(duì)透性和丙二醛的影響

細(xì)胞膜最重要的功能是選擇透性，通常用相對(duì)電導(dǎo)率的大小和丙二醛含量多少來(lái)判斷逆境對(duì)細(xì)胞膜的傷害程度和細(xì)胞膜的完整性。筆者試驗(yàn)結(jié)果：質(zhì)膜相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量都不斷增加，但在處理前期均增加較慢，后期增加較快。這是因?yàn)樵谇捌诩?xì)胞膜一直保持比較完整的狀態(tài)，細(xì)胞內(nèi)離子的泄漏相對(duì)較少；隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，產(chǎn)生大量的自由基，加劇對(duì)細(xì)胞膜損害程度增加，使細(xì)胞膜失去選擇通透性，細(xì)胞內(nèi)大量離子外泄，相對(duì)電導(dǎo)率增大。說(shuō)明隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)胞膜由前期的相對(duì)完整向后期的破損、死亡轉(zhuǎn)變。

3.2 干旱脅迫對(duì)八棱海棠葉片DNA含量的影響

隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，DNA總體水平都呈下降趨勢(shì)，這可能是由于干旱脅迫條件下，合成DNA的能力下降。

3.3 干旱脅迫對(duì)八棱海棠葉片蛋白質(zhì)的影響

干旱脅迫對(duì)植物體可溶性蛋白質(zhì)的影響，不同的材料和不同干旱處理方法得出的結(jié)果不盡相同。筆者試驗(yàn)結(jié)果：隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)表現(xiàn)出“先上升后下降”的趨勢(shì)。這與康俊梅[5]在苜蓿上、劉紅云[6]等在杜仲上的研究結(jié)果一致。干旱脅迫前期，可溶性蛋白質(zhì)增加可能是為了適應(yīng)干旱脅迫，干旱誘導(dǎo)蛋白合成的量大于原來(lái)體內(nèi)一些蛋白的下降速度。在干旱后期，可溶性蛋白質(zhì)下降，可能是干旱脅迫的強(qiáng)度超過(guò)植物所能忍耐的閾值，大部分細(xì)胞進(jìn)入死亡時(shí)期，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成幾乎停止，原來(lái)體內(nèi)蛋白質(zhì)不斷被降解，所以含量迅速下降。

3.4 干旱脅迫對(duì)八棱海棠葉片葉綠素的影響

葉綠素相對(duì)含量既可以反映抗逆性的大小又可以作為最大光能轉(zhuǎn)化效率的表征指標(biāo)。根據(jù)葉綠素相對(duì)含量的變化，來(lái)判斷水分脅迫對(duì)葉綠體破壞程度。該試驗(yàn)中，葉綠素總含量在前期下降緩慢，可能是因?yàn)樵谥参镏惺侨~綠體和線粒體共同提供能量還能保證細(xì)胞對(duì)葉綠素的分解有一定的抑制，隨著干旱脅迫的加強(qiáng)，葉綠體膜系統(tǒng)受損嚴(yán)重，膜脂過(guò)氧化產(chǎn)生的自由基引起葉綠素含量下降[7]。

從試驗(yàn)結(jié)果綜合分析得出，干旱脅迫對(duì)八棱海棠葉片中的細(xì)胞膜、丙二醛、可溶性蛋白質(zhì)、DNA含量、葉綠素總含量都會(huì)受到很大影響，發(fā)生一系列的生理變化，在短期內(nèi)可以忍受干旱，表現(xiàn)較強(qiáng)的抗旱能力，但隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)八棱海棠就會(huì)造成嚴(yán)重的傷害，甚至死亡。因此，在生產(chǎn)中，遇到干旱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的地區(qū)和年份，及時(shí)進(jìn)行多次適量的灌水，保證蘋(píng)果樹(shù)正常的生長(zhǎng)發(fā)育和豐產(chǎn)豐收。