干旱脅迫對9個(gè)葡萄砧木品種生理指標(biāo)的影響

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（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆維吾爾自治區(qū)瑪納斯縣中信國安葡萄酒業(yè)有限公司，新疆 瑪納斯 832200）

葡萄VitisviniferaL.為葡萄科Vitaceae 葡萄屬Vitis的一種落葉木質(zhì)藤本果樹[1]，其果實(shí)酸甜爽口，營養(yǎng)豐富，在全球果樹生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，其栽植面積和產(chǎn)量曾長期均居世界水果栽植面積和產(chǎn)量的首位。新疆維吾爾自治區(qū)則是我國葡萄栽培面積最大的省區(qū)，因?yàn)闅夂驐l件及地形特點(diǎn)等因素的影響，其水資源極度缺乏，是我國水資源匱乏的干旱地區(qū)之一，干旱嚴(yán)重制約了新疆葡萄產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。針對水資源匱乏地區(qū)的果樹生產(chǎn)，國外相關(guān)研究多集中于篩選抗旱砧木方面。許多研究結(jié)果都表明，葡萄砧木對接穗的樹體生長勢、果實(shí)成熟期、果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)及抗性等均有較大影響，合理使用砧木不僅可以提高接穗的抗逆性，擴(kuò)大優(yōu)良品種的種植范圍，而且能最大限度地展現(xiàn)其品種特性[2-4]。因此，研究并篩選抗旱型葡萄砧木對于促進(jìn)新疆葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。葡萄砧木抗旱能力的評價(jià)是一個(gè)非常重要的問題，目前國內(nèi)外主要通過測定其生理指標(biāo)來進(jìn)行評價(jià)。郭修武等人[5]分別以‘無核白雞心’和‘巨峰’葡萄為研究對象，在相同的干旱脅迫條件下，通過測定株高、葉片光合速率、水分利用效率、超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量，得出了各項(xiàng)指標(biāo)都較高的‘巨峰’葡萄其抗旱能力強(qiáng)于‘無核白雞心’葡萄的結(jié)論；薛加楠等人[6]在比較分析3 種不同地理起源葡萄的抗旱性時(shí)發(fā)現(xiàn)，葉片的脯氨酸、過氧化物酶、過氧化氫酶和超氧化物歧化酶等指標(biāo)含量均最高的品種，其抗旱能力最好；鄒原東等人[7]以6 個(gè)葡萄品種為試材進(jìn)行了干旱脅迫試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫條件下，可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量的增加幅度均較大而丙二醛含量上升較緩慢的品種，其對干旱脅迫的耐受力較強(qiáng)；胡宏遠(yuǎn)等人[8]以赤霞珠為試驗(yàn)材料進(jìn)行了不同程度的干旱脅迫試驗(yàn)，結(jié)果得出，干旱脅迫可使其丙二醛、脯氨酸和可溶性糖的含量均有增加，使其過氧化氫酶活性增強(qiáng)，而其可溶性蛋白含量呈現(xiàn)出先降后升的變化趨勢，其過氧化物酶活性則呈先升后降的“拋物線”變化趨勢，其超氧化物歧化酶活性卻呈現(xiàn)出“雙峰”變化趨勢。目前，我國研究者對葡萄抗旱性的研究多集中于鮮食葡萄品種和釀酒葡萄品種，而針對葡萄專用抗旱砧木篩選的研究報(bào)道比較少。近年來，新疆引進(jìn)了大量的葡萄專用砧木品種，但由于對其適應(yīng)性的了解不夠，使得各種砧木資源不能很好地發(fā)揮其作用，面對日趨緊張的水資源短缺現(xiàn)狀，迫切需要從現(xiàn)有的葡萄砧木品種中篩選出抗旱能力強(qiáng)的砧木，更好地解決干旱區(qū)綠洲葡萄生產(chǎn)的問題。為給新疆優(yōu)良抗旱砧木的篩選與推廣提供科學(xué)依據(jù)，本研究以9個(gè)葡萄砧木品種為試材，在人工控水給予干旱脅迫的條件下進(jìn)行了盆栽試驗(yàn)，對砧木抗旱性評價(jià)的相關(guān)生理指標(biāo)進(jìn)行了測定，并采用主成分分析法對各個(gè)砧木的抗旱能力進(jìn)行了綜合評價(jià)，現(xiàn)將研究結(jié)果分析報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究所用的葡萄砧木主要來源于新疆維吾爾自治區(qū)瑪納斯河流域的中信國安葡萄酒業(yè)有限公司，砧木品種分別為山河3號、山河4號、河岸4號、河岸7號、河岸9號、河岸10號、1613、101、Ganzia，共計(jì)9 個(gè)葡萄砧木品種。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)特色果樹研究中心進(jìn)行。于2018年12月采集各品種1年生休眠枝條，每個(gè)品種各剪取10 ～15 根枝條，剪取的枝條長為50 ～80 cm，枝條取回后沙藏。于2019年3月10日對9 個(gè)葡萄砧木品種進(jìn)行扦插育苗試驗(yàn)，每個(gè)品種10 盆，每盆1 株，栽于口徑30 cm、高40 cm的塑料盆中，扦插基質(zhì)配比為營養(yǎng)土∶珍珠巖∶細(xì)砂=2∶1∶1，進(jìn)行遮陰管理，待苗木恢復(fù)正常生長后，進(jìn)行統(tǒng)一的水分管理。

2019年7月將已有的葡萄砧木扦插苗培養(yǎng)至每株長出7 ～8 片葉后，每個(gè)品種各選取葉片數(shù)、枝長和長勢均基本一致、生長狀態(tài)良好且無病蟲害的扦插苗3盆，進(jìn)行人工控水給予干旱脅迫處理。澆透水后第2 天進(jìn)行第1 次取樣，之后每間隔5 d采樣1 次，直到第21 天頂葉出現(xiàn)萎蔫狀時(shí)停止取樣，取樣次數(shù)共計(jì)5 次，取樣時(shí)間為上午9:00—11:00 時(shí)，每次每盆采取健康的功能葉片3 片，每個(gè)砧木品種共采9 片葉，混合后將其分作3 份，作為3 個(gè)重復(fù)。并將葉片置于液氮中保存1 h，然后放在-25 ℃的冷藏冰箱中保存以備用。

1.2.2 生理指標(biāo)的測定

采用飽和稱重法[9]測定葉片相對含水量（relative water content，RWC），采用電導(dǎo)儀法[10]測定相對電導(dǎo)率（relative conductivity，REC），參照上海酶聯(lián)生物公司相關(guān)試劑盒中說明的測定方法分別測定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、過氧化物酶（peroxidase，POD）活性和脯氨酸（proline，Pro）含量、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)處理和表格制作均采用Excel 2010 和SPSS 19.0 完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫下不同砧木葉片相對含水量的變化

葉片相對含水量指的是組織含水量占飽和含水量的百分?jǐn)?shù)，是評價(jià)植物葉片保水力的重要指標(biāo)之一。不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片相對含水量見表1。表1表明，在干旱脅迫處理期間，9 個(gè)葡萄砧木品種葉片相對含水量隨著干旱脅迫時(shí)間的延長均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。在澆透水后第2 天，所有測試葡萄砧木品種的葉片相對含水量都保持為91%～85%，沒有顯著性差異（P＞0.05）。但從脅迫的第6 天開始，各砧木品種間葉片相對含水量開始出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），至澆透水后第21 天，其差異達(dá)到最大，僅有河岸9號和山河4號這2 個(gè)品種的葉片相對含水量大于65%，其中山河4號的最高，為65.45%；葉片含水量較低的品種分別為河岸10號、101、Ganzia、山河3號和河岸4號，其葉片相對含水量為60%～45%；而河岸7號和1613這2 個(gè)品種的葉片相對含水量均低于45%。與澆透水后第2 天的相比，河岸9號和山河4號的降幅最小，分別為23.23%和24.24%；而1613 和河岸7號的降幅均大，分別47.16%和44.62%。

表1 不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片相對含水量的變化情況?Table1 The changes of relative water content in leaves of nine grape rootstocks varieties under different drought stress time

2.2 干旱脅迫下不同砧木葉片細(xì)胞質(zhì)膜透性變化

相對電導(dǎo)率是觀測植物細(xì)胞膜狀況的一個(gè)重要生理指標(biāo)，逆境條件會造成膜蛋白損傷，從而引起胞液外滲，電導(dǎo)率也隨之增加。一般認(rèn)為，相對電導(dǎo)率越高，其上升幅度越大，則表明細(xì)胞膜透性越差，植物受到傷害的程度越高，其抗旱能力越差。不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片的相對電導(dǎo)率見表2。由表2可知，干旱脅迫下各砧木品種葉片的相對電導(dǎo)率始終存在顯著性差異（P＜0.05），且隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，所有葡萄砧木品種葉片的細(xì)胞質(zhì)膜透性不斷增大，細(xì)胞膜遭到了不同程度的傷害。在干旱脅迫的11 d內(nèi)，各品種葉片的相對電導(dǎo)率均處于緩慢上升階段；在干旱脅迫的11 ～21 d 內(nèi)，9 個(gè)葡萄砧木品種葉片的相對電導(dǎo)率均出現(xiàn)了明顯的增加趨勢。與脅迫第11 天的葉片相對電導(dǎo)率相比，脅迫第21 天的葉片相對電導(dǎo)率上升了38.56%～24.45%；與脅迫第2 天的葉片相對電導(dǎo)率相比，脅迫第21 天的葉片相對電導(dǎo)率上升了51.44%～39.93%。9 個(gè)葡萄砧木品種中，河岸9號的葉片相對電導(dǎo)率最低，為49.06%；1613 的葉片相對電導(dǎo)率最高，為64.27%；二者相差15.21%。

表2 不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片相對電導(dǎo)率的變化情況Table2 The changes of leaf relative conductivity of nine grape rootstocks varieties under different drought stress time

2.3 干旱脅迫下不同砧木葉片脯氨酸含量的變化

滲透調(diào)節(jié)是植物受到干旱脅迫后主動適應(yīng)環(huán)境變化的重要調(diào)節(jié)機(jī)制之一，而脯氨酸（Pro）作為該機(jī)制中最重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，其含量的多少在一定程度上可以顯示出植物在缺水情況下滲透調(diào)節(jié)能力的大小，進(jìn)而反映出植物抗旱能力的強(qiáng)弱。不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片中的Pro 含量見表3。從表3中可以看出，在干旱脅迫條件下，所有測試葡萄砧木品種葉片中的Pro含量均呈上升趨勢。脅迫前期，各葡萄砧木品種之間其含量無顯著性差異（P＞0.05）；從脅迫的第11天開始，其含量出現(xiàn)了顯著性差異（P＜0.05）。整個(gè)試驗(yàn)期間，河岸9號、101、山河3號和河岸4號這4 個(gè)砧木品種葉片中的Pro 含量均呈“慢—慢—慢—快”的上升趨勢，而河岸10號、河岸7號、Ganzia、山河4號和1613 葉片中的Pro 含量則均呈“慢—快—慢—快”的上升趨勢。所有砧木品種葉片中的Pro 含量隨著干旱脅迫時(shí)間的延長都呈現(xiàn)出大幅度的增加趨勢，其中，河岸9號、101 與河岸4號的表現(xiàn)均較為明顯，與脅迫第11 天的相比，其葉片中的Pro 含量分別增加了1.54、1.41 和1.39 倍。9 個(gè)葡萄砧木品種葉片Pro 含量增幅的大小順序?yàn)椋汉影?號＞河岸10號＞101 ＞Ganzia ＞山河3號＞山河4號＞河岸7號＞河岸4號＞1613。其中，與脅迫第2 天的葉片Pro 含量相比，含量增加幅度最大的品種為河岸9號，其含量增加了2.26倍；含量增加幅度最小的品種為1613，其含量僅增加了1.80 倍。

表3 不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片脯氨酸含量的變化情況Table3 The changes of proline content in leaves of nine grape rootstocks under different drought stress time

2.4 干旱脅迫下不同砧木葉片丙二醛含量的變化

干旱脅迫可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生大量的活性氧，引起膜脂過氧化反應(yīng)，而丙二醛（MDA）作為該反應(yīng)的最終分解產(chǎn)物，其累積量通常被用來表示逆境對植株的傷害程度。不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片中的MDA 含量見表4。表4表明，9 個(gè)葡萄砧木品種葉片中的MDA 含量隨著干旱脅迫程度的加重均明顯增加。在干旱脅迫的6 d內(nèi)，9 個(gè)砧木品種葉片中的MDA 含量沒有顯著性差異（P＞0.05）；隨著脅迫程度的加重，所有測試品種之間葉片中的MDA 含量，從脅迫的第11天開始其差異顯著（P＜0.05），且其含量均呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢，其中增幅較小的品種有河岸9號和101，其次分別是河岸10號、Ganzia 和山河4號，而山河3號、河岸4號、1613 和河岸7號這4 個(gè)品種葉片MDA 含量的增加均較明顯；至干旱脅迫的第21 天，9 個(gè)葡萄砧木品種葉片中的MDA 含量的大小順序?yàn)椋汉影?號＞1613 ＞河岸4號＞山河3號＞山河4號＞Ganzia ＞河岸10號＞101 ＞河岸9號。

表4 不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片丙二醛含量的變化情況Table4 The changes of MDA content in leaves of nine grape rootstocks varieties under different drought stress time

2.5 干旱脅迫下不同砧木葉片超氧化物歧化酶活性的變化

超氧化物歧化酶（SOD）是植物體內(nèi)的重要保護(hù)酶之一，作為植物體內(nèi)清除活性氧系統(tǒng)的第一道防線，它在酶促活性氧自由基清除系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種的葉片SOD 活性見表5。表5表明，在干旱脅迫期間，所有葡萄砧木品種的葉片SOD活性始終存在顯著性差異（P＜0.05），且總體上其SOD 活性均有所增強(qiáng)，但其增強(qiáng)趨勢因品種不同而有所不同。其中，101、河岸9號、河岸10號、山河4號和山河3號這5 個(gè)品種的葉片SOD 活性在整個(gè)脅迫期間的變化曲線均為“單S”曲線；而河岸7號、Ganzia、河岸4號和1613 這4 個(gè)品種葉片SOD 活性的變化曲線均呈緩慢升高—快速下降—快速升高—較快下降的“雙S”曲線，且其SOD 活性于脅迫的第15 天均達(dá)到最大值。

表5 不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片超氧化物歧化酶活性的變化情況Table5 The changes of SOD activity in leaves of nine grape rootstocks varieties under different drought stress time

2.6 干旱脅迫下不同砧木葉片過氧化物酶活性的變化

過氧化物酶（POD）廣泛存在于植物體內(nèi)，是除SOD 外另一種具有較高活性的保護(hù)酶，其主要功能是催化以H2O2為氧化劑的氧化還原反應(yīng)，保護(hù)植物的細(xì)胞膜系統(tǒng)。不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片過氧化物酶活性的變化情況見表6。從表6中可以看出，在干旱脅迫條件下，9 個(gè)葡萄砧木品種間葉片POD 活性的差異始終顯著（P＜0.05），且隨著脅迫時(shí)間的延長其活性均呈“拋物線”的變化趨勢。至澆透水后的第11 天，所有砧木品種葉片POD 的活性均出現(xiàn)緩慢升高而后迅速上升的變化趨勢；隨著脅迫程度的加重，河岸7號和1613 葉片POD 的活性均開始降低，其余7 個(gè)砧木品種葉片POD 的活性均繼續(xù)以較快速度上升，但所有砧木品種葉片POD 的活性在脅迫的第21 天均大幅度下降。

表6 不同時(shí)間的干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種葉片過氧化物酶活性的變化情況Table6 The changes of POD activity in leaves of nine grape rootstocks varieties under different drought stress time

2.7 干旱脅迫下9 個(gè)葡萄砧木品種生理指標(biāo)的主成分分析

9 個(gè)葡萄砧木品種在相同的干旱脅迫條件下表現(xiàn)出的抗旱能力各不相同，為了更好地評價(jià)其抗旱能力，采用主成分分析法對上述6 個(gè)抗旱生理指標(biāo)進(jìn)行了綜合分析。通過分析得到了各測定指標(biāo)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率（表7）。根據(jù)主成分得分矩陣和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出主成分1（F1）、主成分2（F2）、主成分3（F3）、主成分4（F4）、主成分5（F5）和主成分6（F6）的表達(dá)式，再以表7中6 個(gè)主成分的特征值與所提取主成分總特征值之和的比值作為權(quán)重，計(jì)算得出主成分的綜合模型，據(jù)此得到表8。6 個(gè)主成分的表達(dá)式和主成分的綜合模型分別如下：

F1=-0.232X1+0.242X2+0.230X3+0.222X4+0.097X5+0.162X6；

F2=0.280X1-0.110X2+0.103X3-0.329X4+0.730X5+0.433X6；

F3=0.108X1-0.056X2+0.145X3-0.321X4-0.771X5+0.938X6；

F4=0.571X1+0.190X2+1.849X3-0.777X4-0.298X5-0.850X6；

F5=2.100X1+2.978X2-0.974X3+0.057X4-0.171X5-0.035X6；

F6=2.787X1-1.718X2+0.974X3+3.490X4-0.175X5+0.479X6；

F=0.667X1+0.179X2+0.103X3+0.032X4+0.012X5+0.007X6。

上列各式中：X1表示平均相對含水量；X2表示平均相對電導(dǎo)率；X3表示平均脯氨酸含量，X4表示平均丙二醛含量；X5表示平均SOD 活性，X6表示平均POD 活性；F代表主成分的綜合得分。

分析表7中各個(gè)測定指標(biāo)主成分的累積貢獻(xiàn)率可以發(fā)現(xiàn)，在6 個(gè)主成分中，前2 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到84.594%，這表明前2 個(gè)主成分代表了原有6 個(gè)主成分的84.594%的信息，因此可以分別用這2 個(gè)主成分對葡萄砧木品種的抗旱能力進(jìn)行綜合分析。其中，主成分1 的貢獻(xiàn)率是最高的，為66.660%，說明其反映的信息量最大，主成分1 中除了相對含水量外，其余指標(biāo)都是正向載荷的，在主成分1 中相對電導(dǎo)率、脯氨酸含量和丙二醛含量都有較高的載荷，說明主成分1 能基本反映這些指標(biāo)的信息。結(jié)合表8和前2 個(gè)主成分的表達(dá)式分析后可以得知：在主成分1 的表達(dá)式中，載荷最高的是平均相對電導(dǎo)率（X2），表明主成分1 主要反映的是相對電導(dǎo)率的信息，其中得分最高的砧木品種是河岸7號，其在主成分1 中的得分為17.300 分，次高分為河岸9號，其得分為16.878 分，得分最低的砧木品種為河岸4號，其得分為15.314 分；主成分2 的貢獻(xiàn)率為17.934%，6 個(gè)指標(biāo)在主成分2 中載荷最高的是平均SOD 活性（X5），表明主成分2 主要反映的是SOD 活性因子的信息，得分最高的砧木品種是河岸9號，其在主成分2 中的得分為44.153 分，次高分為101，其得分為42.062 分，得分最低的品種則為1613，其得分為31.366 分。

根據(jù)表8的排名可知，9 個(gè)葡萄砧木品種抗旱能力的強(qiáng)弱順序?yàn)椋汉影?號＞山河4號＞河岸10號＞101 ＞山河3號＞河岸7號＞Ganzia ＞1613 ＞河岸4號。在9 個(gè)葡萄砧木品種中，河岸4號的綜合得分最低，只有0.528 分，表明其抗旱能力最差；而河岸9號的綜合得分最高，達(dá)到了0.601 分，表明其抗旱能力最強(qiáng)。

表7 各測定指標(biāo)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率Table7 The feature value,contribution rate and accumulative contribution rate of principal component of detection indexes

表8 主成分綜合評價(jià)結(jié)果Table8 Results of comprehensively principal component evaluation

3 討 論

3.1 干旱脅迫下葉片相對含水量的變化

葉片相對含水量是葉片組織水質(zhì)量占飽和組織水質(zhì)量的比率，常用于衡量植物受到干旱脅迫后葉片水分的虧缺狀況，它比普通的葉片含水量能更敏感地突顯植物水分狀況的變化情況，在一定程度上可以反映出植物的保水持水能力，與植物的抗旱性呈正相關(guān)[7,11-12]。研究中發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫期間，9 個(gè)葡萄砧木品種的葉片相對含水量隨著脅迫時(shí)間的延長均逐漸降低，其降幅為23%～45%，表示葡萄砧木在此期間水分喪失較為嚴(yán)重。在干旱脅迫條件下，河岸9號可以維持較高的葉片相對含水量，表明其體內(nèi)水分虧缺程度較小，可以保持體內(nèi)水分平衡，能為其各種代謝活動的正常進(jìn)行提供保障，擁有較強(qiáng)的抗旱能力[13]。這一試驗(yàn)結(jié)果與高鵬等[14]對4 個(gè)葡萄品種抗旱性的研究結(jié)果一致。高鵬等[14]在研究中也得出，各葡萄品種在受到干旱脅迫時(shí)，葉片相對含水量均有不同程度的下降，而葉片相對含水量較高的品種，其有較強(qiáng)的保水力。

3.2 干旱脅迫下葉片相對電導(dǎo)率與丙二醛含量的變化

干旱脅迫會引起植物細(xì)胞膜過氧化，導(dǎo)致細(xì)胞膜的選擇透性發(fā)生改變甚至喪失，造成胞內(nèi)物質(zhì)滲出，組織浸出液電導(dǎo)率增加[15]。同時(shí)，丙二醛作為膜脂過氧化分解的重要產(chǎn)物，其產(chǎn)生后會進(jìn)一步加重對膜的傷害，丙二醛的含量可以代表膜脂過氧化的程度，進(jìn)而反映細(xì)胞膜質(zhì)受傷害的程度[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著干旱脅迫程度的加重，所有測試葡萄砧木品種的葉片相對電導(dǎo)率和丙二醛含量都呈現(xiàn)上升趨勢，說明在持續(xù)的干旱脅迫條件下，葉片組織的保護(hù)能力逐漸衰退，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能均遭到不同程度的破壞，透性變大，脂膜過氧化嚴(yán)重受損[17]。而在9 種受試砧木中，河岸7號的葉片相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的增幅均最大，表明其抗旱能力較弱；而河岸9號的葉片相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的增幅均最小，表明其抗旱能力均較強(qiáng)。宋海鵬等[18]在研究5 種景天屬植物時(shí)也得出，隨著干旱脅迫程度的加重，植物的電導(dǎo)率和MDA 含量均呈遞增趨勢，且增幅最大的植物其抗旱能力最弱。

3.3 干旱脅迫下葉片脯氨酸的含量變化

脯氨酸具有偶極性，其兩端分別與水分子和蛋白質(zhì)相連接，蛋白質(zhì)可以通過脯氨酸束縛更多的水分，所以脯氨酸含量在一定程度上可以反映出植物體內(nèi)缺水狀況[19]。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，9 個(gè)葡萄砧木品種葉片中的脯氨酸含量隨著干旱脅迫時(shí)間的延長均呈現(xiàn)出較為明顯的上升趨勢。在此條件下，植株通過滲透調(diào)節(jié)維持細(xì)胞內(nèi)外的滲透平衡，減少水分散失，保護(hù)質(zhì)膜的完整性，降低干旱脅迫帶給植物的傷害[20-22]。其中又以河岸9號葉片中脯氨酸含量的增幅為最大，而1613 葉片中脯氨酸含量的增幅最小。黃桂華等[23]和祁偉亮等[24]分別對柚木無性系和5 種桑樹品種的抗旱性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，他們得出，植物葉片中的脯氨酸含量會隨著干旱脅迫程度的加重而呈明顯的上升趨勢，且脯氨酸含量與品種的抗旱性呈正相關(guān)。本試驗(yàn)所得結(jié)果與他們研究得出的結(jié)果具有一致性。

3.4 干旱脅迫下葉片保護(hù)酶的活性變化

保護(hù)酶活性在一定程度上決定了植物的抗旱性[21]，可以作為葡萄抗旱性評價(jià)的鑒定指標(biāo)[25]。SOD 和POD 是目前葡萄抗氧化物質(zhì)中研究最多的兩種酶[26]，在植物受到干旱脅迫后二者協(xié)同作用。本研究發(fā)現(xiàn)，所有測試葡萄砧木品種的SOD 活性在前期都呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢，分析認(rèn)為，各砧木品種前期受到的輕度或短期的干旱脅迫導(dǎo)致其體內(nèi)SOD 活性的增加，降低了膜脂過氧化作用對植物造成的傷害，保護(hù)了酶系統(tǒng)。隨著脅迫時(shí)間的延長，9 個(gè)品種中有5 個(gè)品種出現(xiàn)了SOD 活性再次升高的現(xiàn)象，SOD 在清除超氧自由基、過氧化氫和過氧化物及減少羥基自由基形成等方面都起著重要作用，推測認(rèn)為，SOD 活性再次升高是細(xì)胞抵御活性氧傷害的膜保護(hù)系統(tǒng)再次啟動，從而減輕因脅迫產(chǎn)生的自由基對細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害。關(guān)于這種現(xiàn)象，張青等[27]對七葉樹幼苗、肖涵等[28]對3 種宿根花卉的抗旱性研究時(shí)也都得出了同樣的論斷。而Fazeli 等[29]通過研究也指出，干旱脅迫程度的加重，會導(dǎo)致植物葉片中SOD 活性的增加，而變化越大的植物，其抗旱性越強(qiáng)；反之抗旱性較弱。

POD 是植物體內(nèi)重要的抗氧化保護(hù)酶，SOD與POD 活性共同作用于活性氧的消耗，植物在受到干旱脅迫時(shí)，活性氧的消耗方面SOD 通常起主要作用，而POD 起輔助作用；當(dāng)干旱脅迫程度進(jìn)一步加重，SOD 活性達(dá)到較穩(wěn)定的狀態(tài)，轉(zhuǎn)而由POD 起主要作用[30]。靳月等[31]在研究干旱脅迫對閩楠幼苗的生長和生理影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，SOD 和POD活性的變化趨勢相似，整體均呈先上升后下降的趨勢，具有協(xié)同性。而本研究中所有砧木品種的POD 活性隨著干旱脅迫程度的加重均呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢，并沒有出現(xiàn)和SOD 相似的變化趨勢，其主要原因是，干旱脅迫前期為了阻止過氧化作用帶給植物的傷害，維持植物正常的生理活動，幫助其抵御逆境，POD 一直呈現(xiàn)增加趨勢。干旱脅迫后期植物體內(nèi)氧代謝失調(diào)，活性氧的生成速度加快，而抗氧化系統(tǒng)清除活性氧的功能降低，使得活性氧大量積累，加重了膜脂過氧化程度，超過植物的承受能力，膜的完整性遭到了破壞，進(jìn)而POD 活性也隨之下降[30,32-33]。冀鵬飛等[34]在對葡萄根系、楊義伶等[35]在對柑橘砧木的研究中也都得出，POD 活性隨著干旱脅迫的增強(qiáng)呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且抗旱性強(qiáng)的品種其POD活性維持在較高的水平上。本試驗(yàn)所得結(jié)果與其具有一致性。

3.5 本研究存在的局限性與下一步研究的方向

在自然條件下生長的植物由于經(jīng)歷了長時(shí)間的溫度、水分等變化，自身各方面發(fā)生了不同程度的改變。本研究僅采用盆栽苗進(jìn)行試驗(yàn)，不能完全地反映出各砧木品種在田間的抗旱能力，且植物的抗旱力受到遺傳基因、起源地、生長環(huán)境和植株生長發(fā)育狀態(tài)諸多因素的影響，本研究僅對特定環(huán)境下部分生理指標(biāo)的變化進(jìn)行了探討。因此，若要綜合評價(jià)品種的抗旱能力尚需進(jìn)一步結(jié)合大田栽培環(huán)境下各個(gè)砧木品種的表型、葉片解剖結(jié)構(gòu)、生長發(fā)育動態(tài)、光合特性甚至是砧穗組合的變化來評判，以便更加科學(xué)全面地評價(jià)各砧木品種的抗旱性，為實(shí)際生產(chǎn)提供更加可靠的理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

植物對干旱的應(yīng)答反應(yīng)是多種因素相互作用所產(chǎn)生的結(jié)果，單一指標(biāo)不能準(zhǔn)確反映出其抗旱性。在人工控水給予干旱脅迫的條件下，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，9 個(gè)葡萄砧木品種表現(xiàn)出不同的抗旱性，通過測定葉片中的相對含水量、相對電導(dǎo)率、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD 活性和POD 活性等生理指標(biāo)，結(jié)合主成分分析法綜合評價(jià)其抗旱能力得出，各個(gè)砧木品種抗旱能力的大小順序?yàn)椋汉影?號＞山河4號＞河岸10號＞101 ＞山河3號＞河岸7號＞Ganzia ＞1613 ＞河岸4號。