淹水對(duì)13種喬木柳插條表型和生理指標(biāo)的影響

楊 杰，杜雅雯，李懿鑫，戴遠(yuǎn)浩，劉國元，陳艷紅，張 健

(南通大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，南通市觀賞植物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南通 226019)

淹水脅迫是一種常見的非生物脅迫，常見于我國長江中下游地區(qū)，并具有明顯的季節(jié)性特征，由季節(jié)性的持續(xù)降水、融雪等因素導(dǎo)致，過多的水分會(huì)影響植物的正常生長[1-2]。淹水脅迫會(huì)使土壤的含水量達(dá)到飽和，減少氧氣輸送至地下部分，導(dǎo)致土壤含氧量降低，地下部分的組織器官經(jīng)歷低氧甚至缺氧的脅迫[3]，低氧或缺氧都會(huì)引發(fā)基因表達(dá)的上調(diào)或下調(diào)，主動(dòng)協(xié)調(diào)形態(tài)結(jié)構(gòu)和新陳代謝以響應(yīng)脅迫[4]。例如玉米(Zeamays)在淹水脅迫下會(huì)誘導(dǎo)自身產(chǎn)生通氣組織，縱向連接氣體空間，通過長距離的氣體交換來為植物提供氧氣[5-7]；當(dāng)植物完全浸沒水中時(shí)，有些植物還會(huì)表現(xiàn)出葉片、節(jié)間和葉柄的快速垂直生長，以便獲得氧氣[8]；在淹水期間，植物還會(huì)通過形成不定根來縮短供養(yǎng)和耗氧的組織細(xì)胞之間的距離，取代地下根，促進(jìn)植物生長。研究表明，不定根還可以減少發(fā)育不良的內(nèi)皮層造成的徑向氧損失[9]。此外，在擬南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻(Oryzasativa)等模式植物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)復(fù)雜的植物耐淹的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，其中代謝調(diào)節(jié)通路和植物激素信號(hào)通路相互關(guān)聯(lián)[10]。在淹水脅迫下，植物會(huì)觸發(fā)無氧呼吸代謝途徑，乙醇脫氫酶、蔗糖合成酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)移酶、丙酮酸脫羧酶等參與代謝過程的酶的表達(dá)量顯著上調(diào)[11]。植物還會(huì)因此誘導(dǎo)產(chǎn)生大量乙烯來調(diào)節(jié)脫落酸、赤霉素和生長素的含量，形成不同的策略來應(yīng)對(duì)淹水脅迫[12-13]。

柳樹(Salix)為楊柳科柳屬和鉆天柳屬樹種的統(tǒng)稱，有灌木和喬木之分，種質(zhì)資源豐富，全球有500種以上，僅我國就有257種，122變種，33變型[14]。柳樹是重要的園林觀賞植物，許多品種具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長快、耐水濕、耐鹽堿、耐污染、易成活、易繁殖等特性，同時(shí)對(duì)受污染土壤和水體有極強(qiáng)的修復(fù)功能，在建造生物燃料林、工業(yè)原料林、景觀林、水源涵養(yǎng)林和水土保持林等方面都有廣闊的應(yīng)用前景[15]。研究表明，柳樹逆境脅迫過程中，如鹽脅迫[16]、干旱脅迫[17]、重金屬脅迫[18]中，植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，出現(xiàn)丙二醛含量上升，光合作用減弱，酶活性降低等現(xiàn)象。

濕地是地球三大生態(tài)系統(tǒng)之一，有“地球之腎”的美稱。我國濕地面積遼闊，現(xiàn)有6 594萬hm2，約占世界濕地總面積的10%，僅次于加拿大、俄羅斯、美國，位居世界第四[16]。近年來，由于人口和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力，我國濕地退化問題日益嚴(yán)重，在生態(tài)綠化修復(fù)方面有著極大的需求[17]。濕地土壤水分含量高，一般的綠化樹種很難在濕地長期存活，而柳樹因抗逆性強(qiáng)、易繁殖、喜濕等特點(diǎn)，大大提高了其修復(fù)濕地綠化的可能。為篩選優(yōu)良的耐淹林木品種以滿足我國濕地生態(tài)發(fā)展的品種需求，本試驗(yàn)選取了13種喬木柳，利用水培法對(duì)其進(jìn)行淹水處理，通過測量其表型指標(biāo)結(jié)合生理指標(biāo)進(jìn)行分析，比較淹水脅迫下不同品種的喬木柳的各項(xiàng)差異，基于差異對(duì)其耐淹性進(jìn)行篩選，為喬木柳耐淹性鑒定以及耐淹機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料采自南通大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物園，13個(gè)品種分別為東營柳1號(hào)(Salixmatsudana‘DongYingliu1’)、旱垂柳287(Salixbabylonica×Salixmatsudana‘287’)、渤海柳1號(hào)(Salixmatsudana‘Bohai1’)、柳樹優(yōu)良無性系J2087(Salix×jiangsuensis‘J2087’)、柳樹優(yōu)良無性系J2187(Salix×jiangsuensis‘J2187’)、鹽柳1號(hào)(Salixpsammophila‘Yanliu1’)、竹柳(Salixmatsudana‘Zhuliu’)、龍爪柳(Salixmatsudanaf.tortuosa)、蘇柳795(Salix×jiangsuensis‘J795’)、蘇柳932(Salix×jiangsuensis‘J932’)、紫桿柳(Salixwilsonii)、蘇柳172(Salix×jiangsuensis‘J172’)、金絲垂柳J1010(Salix×aureopendula‘J1010’)。統(tǒng)一截取1年生8 cm長、2.5～4 mm粗的扦插條，在南通市觀賞植物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的光照培養(yǎng)箱進(jìn)行水培試驗(yàn)，并測定不同表型與生理指標(biāo)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分為對(duì)照組和處理組，全部用清水進(jìn)行水培。水培采用240 mL的塑料杯，高度為11 cm，對(duì)照組注水高度為5 cm，處理組注水高度高于枝條2 cm，并用透明塑料蓋和紗布進(jìn)行封蓋，以防枝條浮出水面。每5根扦插條置于1個(gè)杯子作為1個(gè)處理，處理組和對(duì)照組分別各設(shè)3次重復(fù)，光照培養(yǎng)箱設(shè)定為：24 ℃光照14 h，18 ℃黑暗10 h。每3天更換1次水，同時(shí)測量數(shù)據(jù)，試驗(yàn)從2020年11月12日開始，在第69天時(shí)處理組扦插條出現(xiàn)葉片發(fā)黃，根斷裂現(xiàn)象，停止脅迫，并進(jìn)行生理指標(biāo)測定。

1.3 生長指標(biāo)的測量

試驗(yàn)過程中，從第3天開始觀察萌根、萌芽情況，第21天時(shí)處理組有約2/3的扦插條已經(jīng)萌根、萌芽，開始記錄所有品種的最長根長、總根長、總生根數(shù)、葉片數(shù)、總萌枝數(shù)、總萌枝長。在試驗(yàn)停止時(shí)測定葉鮮重、葉干重、根鮮重、根干重。其中始根期、始芽期、總生根數(shù)、總萌枝數(shù)等指標(biāo)均采用目測，長度指標(biāo)通過直尺測量，干鮮重的測量采用數(shù)字天平，其中干重用烘箱65 ℃干燥直至恒重后測量。

1.4 生理指標(biāo)的測量

植物在受到淹水脅迫后，體內(nèi)活性氧含量大大增加，導(dǎo)致細(xì)胞膜脂被氧化，丙二醛含量增加[21-22]。此外，植物在被洪水淹沒時(shí)，渾濁的洪水會(huì)大大降低植物的光合作用效率，誘發(fā)的無氧呼吸也會(huì)影響到植物的光合作用[23]，因此選定丙二醛和葉綠素2個(gè)典型生理指標(biāo)進(jìn)行測定。丙二醛采用硫代巴比妥酸法用試劑盒測定；葉綠素采用分光光度法測定，將無水乙醇和丙酮按照1∶2(V∶V)比例充分混勻?yàn)樘崛∫?，避光反?yīng)至葉片粉末全部為白色后進(jìn)行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理分析使用Excle 2019，用SPSS Statistics 25對(duì)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，顯著性分析Duncan法在0.05水平上進(jìn)行多重比較，圖表采用Origin 2018繪制，聚類分析和主成分分析采用RStudio進(jìn)行分析。R語言中的“Factoextra”包和“FactoMineR”包進(jìn)行聚類分析和主成分分析，基于表型指標(biāo)和生理指標(biāo)，結(jié)合主成分分析結(jié)果得出耐淹指數(shù)計(jì)算公式，進(jìn)行耐淹分型。

2 結(jié)果與分析

2.1 喬木柳插條淹水不同時(shí)段對(duì)比

淹水脅迫下植株根系、地上部、生物量等多個(gè)生長指標(biāo)都會(huì)受到抑制，比較69 d內(nèi)淹水脅迫對(duì)13個(gè)品種扦插條的影響，發(fā)現(xiàn)不同的品種受到淹水脅迫后的生長狀態(tài)存在差異(圖1)，第30天時(shí)，與對(duì)照組相比，處理組扦插條的生長較緩慢，對(duì)照組與處理組總根長差異最大，對(duì)照組的總根長平均值為21.66 cm，而處理組的總根長均值僅有0.2 cm，且處理組生長速度與對(duì)照組相比，顯著降低(P<0.05)。隨著處理時(shí)間的延長，在第69天時(shí)，處理組在總根數(shù)、葉片數(shù)、總枝長、總萌枝數(shù)上與第30天相比有顯著生長(P<0.05)。蘇柳172、J2187、渤海柳1號(hào)、東營1號(hào)等品種處理組出現(xiàn)明顯的葉片發(fā)黃，除萌枝數(shù)，其余指標(biāo)與對(duì)照相比，均受到顯著的抑制作用(P<0.05)，且在生長過程中發(fā)現(xiàn)J1010、J2087、287等品種有根斷裂、葉片脫落等現(xiàn)象。

2.1.1 淹水脅迫對(duì)喬木柳插條的根生長的影響 根的生長變化是判斷植物生長狀態(tài)的重要指標(biāo)，根長越長，說明植物生長越好。圖2反映的是13個(gè)喬木柳的總生根數(shù)、總根長和最長根長3個(gè)根的表型指標(biāo)在69 d內(nèi)的變化記錄。69 d內(nèi)總根長指標(biāo)變化情況表明：在39 d時(shí)，竹柳和蘇柳172總根長相對(duì)其他品種出現(xiàn)明顯增加。第69天時(shí)，竹柳總根長最大，為8.207 cm，蘇柳172次之，為7.673 cm，J2187總根長最小，為0.129 cm，總根長增量僅占竹柳的1.6%；生根數(shù)指標(biāo)變化情況表明：在第36天時(shí)，竹柳和蘇柳172相對(duì)其他品種有明顯增加趨勢。第69天時(shí)，竹柳總根數(shù)最大，為8.357，蘇柳172次之，紫桿柳最小，僅為0.533，總根數(shù)增長量僅為竹柳的6.4%；最長根長指標(biāo)變化情況表明：在第39天時(shí)，竹柳、蘇柳172和蘇柳795較其他品種明顯生長較快。第69天時(shí)，蘇柳172最長根長最大，值為1.73 cm，竹柳次之，J2187最小，僅為0.1 cm，是蘇柳172的5.8%。方差分析表明(表1)：13個(gè)品種喬木柳在總生根數(shù)、總根長和最長根長上差異顯著(P<0.05)，并且處理組的生長狀態(tài)受到顯著抑制(P<0.05)。綜上所述，從根的生長情況判斷，竹柳、蘇柳172、蘇柳795在淹水下生長較好，紫桿柳、J2187、J2087、287在淹水下生長較差。

表1 表型指標(biāo)與方差分析

2.1.2 淹水脅迫對(duì)喬木柳插條的莖葉生長的影響 由圖2可知：蘇柳795、龍爪柳和竹柳萌枝長最長，分別為3.273、2.393 cm和2.329 cm，最小的為J1010，0.86 cm，僅占蘇柳795萌枝增長量的26.3%；總萌枝數(shù)指標(biāo)變化情況顯示：龍爪柳萌枝數(shù)最多，為3.143，而最少的渤海柳1號(hào)和紫桿柳，分別是1和0.933，僅為龍爪柳萌枝數(shù)的31.8%；總?cè)~片數(shù)指標(biāo)變化情況顯示：葉片數(shù)最多的是蘇柳795和龍爪柳，蘇柳932和J2087葉片數(shù)最少，僅為蘇柳795葉片數(shù)的3.33%。方差分析結(jié)果表明，13個(gè)品種喬木柳在總萌枝長、總萌枝數(shù)和葉片數(shù)3個(gè)指標(biāo)上具有明顯的差異性，并且淹水處理對(duì)柳樹莖葉的生長表現(xiàn)出了明顯的抑制作用(P<0.05)。綜上所述，從萌枝生長情況判斷，蘇柳795、龍爪柳、竹柳在淹水下生長較好，而J1010、紫桿柳、J2087在淹水下生長較差。

2.1.3 淹水脅迫對(duì)喬木柳插條的根、葉干鮮重的影響 圖3為不同品種喬木柳的根、葉干鮮重在淹水脅迫和對(duì)照正常生長下的差異。因脅迫后扦插條的根、葉片較少，所以選擇將每個(gè)品種的3組重復(fù)進(jìn)行混樣稱量。通過對(duì)根干鮮重的測定發(fā)現(xiàn)，處理組中干、鮮重較大的是竹柳、蘇柳172和蘇柳795，最小的是J2187，干鮮重均為0，處理與對(duì)照比值最大的是竹柳，根鮮重比值為0.085，干重比值為0.051，最小的是J2187，為0。葉鮮重處理組最大的是蘇柳795，最小的是J2087，處理與對(duì)照的比值最大的是竹柳，最小的是J1010。葉干重處理組中最大的是蘇柳795，最小的是J2087，處理組與對(duì)照組的比值最大的是竹柳，最小的是J2087。通過比較發(fā)現(xiàn)蘇柳795和鹽柳1號(hào)的根葉干鮮重以及處理與對(duì)照比值均大于該指標(biāo)的平均值，而J2087、J2187、渤海柳1號(hào)均小于平均值。以上結(jié)果說明淹水條件下，J2187、J2087品種受到生長抑制作用，該品種耐淹性較差；竹柳和蘇柳795品種所受到的生長抑制作用較弱，耐淹性較好。

2.2 淹水脅迫對(duì)喬木柳插條生理的影響

2.2.1 淹水脅迫對(duì)喬木柳插條的丙二醛(MDA)的影響 在淹水脅迫下，植物會(huì)受到活性氧(ROS)的影響。研究表明，低氧下會(huì)導(dǎo)致活性氧(ROS)的積累，導(dǎo)致膜脂過氧化，蛋白質(zhì)和核酸結(jié)構(gòu)改變，分解產(chǎn)生的丙二醛(MDA)等化合物[24]。因此MDA成為植物組織中判斷膜脂過氧化作用的一個(gè)重要指標(biāo)。在本試驗(yàn)中，測定了13個(gè)喬木柳品種葉片的MDA含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(圖4)：與對(duì)照相比，東營1號(hào)、287、渤海柳1號(hào)、竹柳、龍爪柳、蘇柳795、蘇柳932、紫桿柳、蘇柳172、J1010等10個(gè)品種的MDA含量均有所增加，其中J1010較對(duì)照組增加了4倍，說明其膜脂結(jié)構(gòu)在淹水條件下受到嚴(yán)重破壞，鹽柳1號(hào)MDA含量僅為對(duì)照組的60%。蘇柳795、龍爪柳、J1010的MDA含量與對(duì)照組存在顯著性差異(P<0.05)。方差分析表明，不同喬木柳品種的丙二醛含量在處理組和對(duì)照組中都存在差異，且部分品種處理組與對(duì)照組之間差異顯著。

2.2.2 淹水脅迫對(duì)喬木柳插條葉綠素含量的影響 圖4b為13個(gè)喬木柳品種在淹水脅迫下葉片中葉綠素含量情況，處理組與對(duì)照組相比，葉綠素含量均有不同程度的下降。通過分析發(fā)現(xiàn)，處理組與對(duì)照組的比值均低于1，J1010比值最大，為0.6，J2087比值最小，為0.16，說明淹水脅迫對(duì)13種喬木柳葉片的光合作用均起到了抑制作用。方差分析結(jié)果顯示淹水處理對(duì)J2087、渤海柳1號(hào)和287光合作用抑制效果極顯著(P<0.01)，其他品種也都表現(xiàn)出了對(duì)光合作用的顯著抑制作用。

2.3 喬木柳表型和生理指標(biāo)的相關(guān)分析

將柳樹的10個(gè)表型指標(biāo)和2個(gè)生理指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果見表2，總根長、總生根數(shù)、最長根長、葉片數(shù)、總萌枝長、葉鮮重、葉干重、根鮮重和根干重之間呈極顯著正相關(guān)，其中只有總生根數(shù)與葉片數(shù)和最長根長呈顯著正相關(guān)。葉綠素含量與總根長、葉片數(shù)、最長根長、葉鮮重、葉干重、根鮮重和根干重呈極顯著正相關(guān)，與總萌枝長呈顯著正相關(guān)。MDA含量與葉鮮重、葉干重、根鮮重和根干重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總根長和最長根長呈顯著負(fù)相關(guān)。總萌枝數(shù)與其余11個(gè)指標(biāo)之間沒有相關(guān)性。

2.4 13種喬木柳品種表型和生理指標(biāo)聚類分析

用R語言中的“Factoextra”包進(jìn)行聚類分析，距離采用歐式距離(euclidean distance)計(jì)算公式，并采用離差平方和法(ward)對(duì)13種喬木柳的10個(gè)表型和2個(gè)生理指標(biāo)的處理組與對(duì)照組的比值數(shù)據(jù)進(jìn)行層次聚類分析并繪制系統(tǒng)樹圖。圖5表明13種喬木柳可以分為3類：第1類有4種，為蘇柳795、龍爪柳、竹柳和蘇柳172；第2類有2種，為蘇柳932和J1010；第3類有7種，為J2087、J2187、287、鹽柳1號(hào)、東營1號(hào)、渤海柳1號(hào)和紫桿柳。3類中第1類為強(qiáng)耐淹，第2類為中度耐淹，第3類為弱耐淹。

2.5 13種喬木柳主成分分析及耐淹系數(shù)計(jì)算

用R語言中“FactorMineR”包進(jìn)行主成分分析，用處理組與對(duì)照組的比值作為數(shù)據(jù)輸入，基于表型指標(biāo)和生理指標(biāo)以及主成分分析結(jié)果(圖5b)，得出耐淹指數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算其耐淹系數(shù)進(jìn)行耐淹分型，指標(biāo)計(jì)算公式如下。

Y1=0.928(X1-X1a)/Xs+0.892(X2-X2a)/Xs+0.14(X3-X3a)/Xs+0.803(X4-X4a)/Xs+0.303(X5-X5a)/Xs+0.897(X6-X6a)/Xs+0.47(X7-X7a)/Xs+0.506(X8-X8a)/Xs+0.751(X9-X9a)/Xs+0.854(X10-X10a)/Xs+0.925(X11-X11a)/Xs+0.853(X12-X12a)/Xs

(1)

Y2=-0.317 (X1-X1a)/Xs-0.211(X2-X2a)/Xs+0.829(X3-X3a)/Xs+0.433(X4-X4a)/Xs+0.731(X5-X5a)/Xs-0.252(X6-X6a)/Xs+0.347(X7-X7a)/Xs-0.331(X8-X8a)/Xs+0.458(X9-X9a)/Xs+0.442(X10-X10a)/Xs-0.333(X11-X11a)/Xs-0.451(X12-X12a)/Xs

(2)

Y=Y1+Y2

(3)

式中:將每個(gè)品種不同指標(biāo)的處理組與對(duì)照組比值帶入計(jì)算，總根長記為X1，總生根數(shù)記為X2，葉片數(shù)記為X3，總萌枝長記為X4，總萌枝數(shù)記為X5，最長根長記為X6，MDA含量倒數(shù)記為X7，綠素含量記為X8，葉鮮重記為X9，葉干重記為X10，根鮮重記為X11，根干重記為X12，每個(gè)品種所有指標(biāo)的方差為Xs，每個(gè)指標(biāo)所有品種的平均值記為Xa，Y1和Y2代表主成分分析的2個(gè)主成分，公式中的數(shù)字為主成分分析中每個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)系數(shù)，指標(biāo)成正相關(guān)時(shí)直接帶入計(jì)算，呈負(fù)相關(guān)時(shí)轉(zhuǎn)換成倒數(shù)代入計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表3，其中竹柳、蘇柳795、龍爪柳、蘇柳172耐淹系數(shù)大于2，為強(qiáng)耐淹柳樹；J2187、287、J2087、鹽柳1號(hào)、東營1號(hào)、紫桿柳耐淹系數(shù)小于0，為弱耐淹柳樹；渤海柳1號(hào)、蘇柳932耐淹系數(shù)介于0～2，為中度耐淹柳樹。此結(jié)果與聚類分析結(jié)果相一致。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

淹水處理下，13個(gè)喬木柳品種在表型和生理指標(biāo)上表現(xiàn)出了明顯的差異。結(jié)合10個(gè)表型指標(biāo)以及2個(gè)生理指標(biāo)的聚類分析結(jié)果，得出竹柳、蘇柳795、龍爪柳、蘇柳172為強(qiáng)耐淹品種；渤海柳1號(hào)和蘇柳932為中度耐淹品種；J2087、J2187、287、鹽柳1號(hào)、東營1號(hào)、J1010和紫桿柳為弱耐淹種，該結(jié)果為濕地耐淹林木選擇提供選擇依據(jù)，為柳樹耐淹評(píng)價(jià)體系建立和耐淹機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)。

表2 喬木柳表型和生理指標(biāo)相關(guān)性分析

表3 淹水脅迫下不同品種喬木柳耐淹系數(shù)

3.2 討論

3.2.1 淹水脅迫對(duì)喬木柳表型指標(biāo)的影響 不同品種的喬木柳耐淹性存在差異，在相同條件的淹水脅迫下，表型和生理等各方面都會(huì)表現(xiàn)出明顯的差異特征[25]。本次試驗(yàn)脅迫時(shí)間為69 d，選取的材料是未萌根萌芽的扦插條，萌根萌芽時(shí)間出現(xiàn)明顯的推遲，個(gè)別品種還出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。隨著淹水脅迫時(shí)間延長，部分品種出現(xiàn)根的斷裂，葉片枯萎、發(fā)黃、掉落等現(xiàn)象，這是淹水條件下生長抑制的表現(xiàn)，獼猴桃(Actinidiadeliciosa)、菊花(Chrysanthemummorifolium)和水稻等植物的耐淹研究中也出現(xiàn)了類似現(xiàn)象[26-28]。脅迫期間，13個(gè)喬木柳品種的總根長、總生根數(shù)、最長根長、葉片數(shù)、總萌枝數(shù)、總萌枝長、根鮮重、根干重、葉鮮重和葉干重均明顯低于對(duì)照組，這與蘭超杰等[29]在櫻桃番茄(Solanumlycopersicum)的淹水脅迫研究得出的結(jié)論相似，表明淹水脅迫對(duì)植物表型指標(biāo)的生長狀態(tài)有較大的影響。處理組的竹柳、蘇柳795、龍爪柳和蘇柳172的表型指標(biāo)均高于其他品種，這也證明它們的耐淹性要比其他品種強(qiáng)。紫桿柳、J2087、J2187和287等品種在表型指標(biāo)上受到的抑制要比其他品種強(qiáng)，說明這幾個(gè)喬木柳品種耐淹性相對(duì)較弱。淹水脅迫第69天，地上/地下的干重和鮮重顯著低于對(duì)照，也表明淹水脅迫抑制了其生長。這是因?yàn)檠退畻l件減少柳樹根系O2的供應(yīng)，造成根系缺氧，影響了根系的正常生長，從而進(jìn)一步抑制了地上部的生長[30]，這與李文靜等[31]研究的在淹水條件抑制油麥菜(Lactucasativavar.longifolia)生長、陳雅慧[32]對(duì)淹水條件下油菜的研究，油麥菜與油菜(Brassicanapus)的地上部和地下部的干鮮重較對(duì)照組呈明顯下降趨勢的結(jié)果相一致。

3.2.2 淹水脅迫對(duì)喬木柳生理指標(biāo)的影響 除了表型指標(biāo)，淹水脅迫對(duì)于生理指標(biāo)也具有較大影響。MDA含量增加是由于植物體內(nèi)活性氧的增加，強(qiáng)氧化性的活性氧對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行過氧化，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過氧化[33]。本試驗(yàn)測量了第69天13個(gè)喬木柳品種葉片中的MDA含量，發(fā)現(xiàn)除了J2087、J2187和鹽柳1號(hào)，其余喬木柳品種葉片中的MDA含量均高于對(duì)照組，其中蘇柳172的MDA含量最少，J1010的MDA含量最高，說明蘇柳172葉片膜脂化程度較小，而J1010葉片膜脂化程度較大，細(xì)胞膜受損較為嚴(yán)重，耐淹性較差，這與梁行行等[34]、宮彥章等[35]在其他園林植物的耐淹研究中所出現(xiàn)的現(xiàn)象一致。試驗(yàn)中還測定了葉片中葉綠素的含量，葉綠素含量與凈光合速率呈正相關(guān)，通過葉綠素含量反映出植物光合作用的強(qiáng)弱[36]。在植物體內(nèi)，葉綠素的合成與分解是始終維持動(dòng)態(tài)平衡的，當(dāng)植物受到淹水脅迫后，這種動(dòng)態(tài)平衡往往就會(huì)被打破[37]。從本試驗(yàn)得出的結(jié)果來看，13個(gè)喬木柳品種葉片葉綠素含量均低于對(duì)照，表明淹水期間光合作用均受到了抑制，這與孫慧等[38]對(duì)楊樹(Populus)幼苗淹水研究、陳玉鳳等[39]對(duì)楨楠(Phoebezhennan)幼樹的淹水研究中葉綠素變化情況一致。其中竹柳的葉綠素含量相對(duì)最高，287的葉綠素含量最低，這說明竹柳葉片光合作用所受抑制效果較低，耐淹性較強(qiáng)，287葉片光合作用受到抑制效果強(qiáng)，耐淹性較弱。

3.2.3 耐淹特征指標(biāo)分析 主成分分析結(jié)果顯示根鮮重、總根長、根干重、葉干重、最長根長5個(gè)指標(biāo)對(duì)主成分1和主成分2的貢獻(xiàn)值最大，其中5個(gè)指標(biāo)中4個(gè)指標(biāo)為根的指標(biāo)，可以推測根在13種喬木柳的淹水脅迫響應(yīng)過程中起著非常重要的作用。結(jié)合第69天生長指標(biāo)的測量結(jié)果顯示，耐淹性較好的品種，其根的生長伸長情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于耐淹性較差的品種。已有研究結(jié)果表明根的初生結(jié)構(gòu)組成對(duì)作物在淹水條件下響應(yīng)缺氧機(jī)制有重要作用，皮層與中柱的面積大小會(huì)影響氧氣的傳輸[40]，而在園林植物中還未見報(bào)道。因此，可以考慮將根的生長情況作為判別柳樹耐淹與否的重要指標(biāo)，其在淹水條件下的具體響應(yīng)機(jī)制還有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)合聚類分析以及耐淹系數(shù)計(jì)算結(jié)果，可將13個(gè)喬木柳品種分為三大類，竹柳、蘇柳795、龍爪柳、蘇柳172為強(qiáng)耐淹品種；J2187、287、J2087、鹽柳1號(hào)、東營1號(hào)、J1010和紫桿柳為弱耐淹品種；渤海柳1號(hào)、蘇柳932為中度耐淹品種。該研究為濕地耐淹林木的選擇提供依據(jù)，同時(shí)為建立柳樹耐淹評(píng)價(jià)體系及耐淹機(jī)理研究奠定基礎(chǔ)。