不同繁育方式的桑樹對淹水脅迫的生理生態(tài)響應差異*

李 勇 黃 錦 于 翠 莫榮利 朱志賢 董朝霞 胡興明 莊楚雄 鄧 文

(1.湖北省農業(yè)科學院經濟作物研究所 武漢 430064； 2.華南農業(yè)大學生命科學學院 廣州 510642)

中國是桑樹重要起源中心之一，資源豐富。桑樹對蠶業(yè)有重要經濟價值，其果、枝、葉可被多級利用，此外，因其具有高適應能力和強抗逆性，還成為庫區(qū)、江河消落帶治理的主要樹種(張建軍等， 2012)。桑樹繁育以嫁接和扦插為主，雖然遺傳特性對植物生理和生長起決定性作用，但繁育方式對植物的抗性、光合作用、重金屬積累能力等也有影響(劉勇軍， 2007； 梁稱福等， 2005)。水分是影響植物分布及生長發(fā)育的重要因子(王延雙等， 2020)，其中干旱影響一般緩慢且短期，復水后植物可以較快得到恢復，但水淹破壞力大且不易恢復，即使短時水淹都可能使植物遭受很大創(chuàng)傷(段敏敏等， 2018)。水淹脅迫會引起弱光環(huán)境，氣體擴散受限，葉片細胞膜脂過氧化加劇，體內保護酶系統(tǒng)受損，葉綠素降解，丙二醛含量積累，光合速率下降。為適應淹水環(huán)境，植物通過生理生化機制調節(jié)來保證淹水下的生命活動(潘瀾等， 2012)。目前，對桑樹響應水淹脅迫的研究多集中在對菌根桑、飼料桑生理生長的影響方面(劉貝， 2015)，而對不同繁育方式桑樹的水淹響應差異少見報道。本試驗選擇嫁接、扦插2種方式繁殖的蜀果(SG)和澳玉(AY)品種桑苗為研究對象，通過模擬水淹脅迫，研究淹水下的桑樹葉片光合生理參數(shù)、滲透調節(jié)物質和保護酶系統(tǒng)的動態(tài)變化，以揭示不同繁育方式的桑樹在水淹響應策略上的差異，為桑樹在消落帶逆境的生態(tài)修復提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 蜀果(四川省農業(yè)科學院蠶業(yè)研究所選育的中熟品種，枝條直立，發(fā)條能力較強，桑葚總糖含量5.64%，還原糖含量5.56%，產量較高，既可鮮食，也可加工)和澳玉(陜西省桑蠶絲綢研究所選育的早熟品種，豐產，生長勢中等，桑葚含糖12.0%，香甜可口，有糯性，品質佳)2年生的嫁接和扦插繁育桑苗。

研究地點：湖北省武漢市洪山區(qū)，為湖北省農業(yè)科學院試驗基地(湖北省桑樹種質資源圃)，屬亞熱帶季風性氣候。

栽植容器： 栽植苗木的內盆采用白色塑料盆，上口直徑36 cm、高 26 cm。淹水的外套塑料盆的上口直徑48 cm、高28 cm。

栽植基質∶泥炭土、蛭石、珍珠巖的混合比例為5∶3∶2，添加有機肥5 kg·m-3(pH6.50，全氮 1.2 g·kg-1，全磷 0.8 g·kg-1，全鉀 1.3 g·kg-1，堿解氮 89.00 mg·kg-1，有效磷4.00 mg·kg-1，有效鉀 139.00 mg·kg-1)，先用2%甲醛熏蒸，后晾干備用。

1.2 試驗設計 在2019 年3月桑樹發(fā)芽前，將苗圃中 2 年生的生長健壯、無明顯病蟲害、生長基本一致的嫁接和扦插繁育的每個品種20株樹苗移栽至盆中，栽植前盆表面用 75%酒精消毒 15 min。移栽后先施無菌水1 L，之后正常管理，待移栽桑樹恢復生長后，進行水淹試驗。

2019年6月初，對移栽桑樹進行水淹，采用套盆法，即將栽有桑苗的栽植塑料盆放入外套塑料盆內，然后向外套盆內灌水，直至水面超過栽植盆土表5 cm。試驗期間，每天測量保持該水位。試驗分為2種繁育桑苗不淹(對照ck，不水淹但保證正常供水和排水)和水淹處理(ys，水淹高度超過土表 5 cm)，2個品種2種繁育處理方式，共計4 個處理，每個處理移栽 10 株。采用稱重法，控制對照組土壤含水量保持在田間含水量的70%左右。各處理分別為JJck： 嫁接繁育-對照處理； JJys： 嫁接繁育-淹水處理； QCck： 扦插繁育-對照處理； QCys： 扦插繁育-淹水處理。

分別在淹水處理后的第0、3、7、12、18 天進行光合生理參數(shù)測定，第2天上午取樣，每種處理方法每個取樣時間點均選取3株樣樹，取樣葉位置為第4～8片葉，每株取2片，液氮處理后帶回實驗室，測定其滲透調節(jié)物質含量及保護酶活性。

1.3 試驗方法 1) 滲透調節(jié)物質含量的測定可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定(蔡永萍， 2014)； 可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍法測定(張蜀秋， 2011)； 脯氨酸含量采用磺基水楊酸法測定(Shietal., 2012)； 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定(Shietal., 2012)。

2) 保護酶活性的測定 采用氮藍四唑(NBT)法測定超氧化物酶(SOD)活性(Yangetal., 2011)； 采用紫外吸收法測定過氧化氫酶(CAT)酶活性(林龍等， 2019)； 采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)酶活性(Saeidietal., 2017)； 抗壞血酸過氧化物酶活性采用Elisa試劑盒測定，用酶標儀在450 nm波長下測定吸光度，通過標準曲線計算樣品中植物抗壞血酸過氧化物酶活性(U·g-1)。

3) 葉綠素含量測定 葉綠素含量采用丙酮浸提法測定(蔡永萍， 2014)。

4) 光合生理參數(shù)測定 利用美國LI-COR公司生產的LI-6400XT便攜式光合測定儀，測定桑樹葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間二氧化碳濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)(Chenetal., 2010)。光合日變化測定時間在處理后第7天，選擇桑樹樣株中的3個光照良好的頂部新梢，每個新梢選1片功能正常葉片(5位葉片)，測定時間6:00—18:00，每隔2 小時測定1次，每個時段重復測定3次，求其平均值。光合生理參數(shù)動態(tài)變化值分別在0、3、7、12、18 天上午10:00進行測定，葉片位置選擇同上，重復5次。

1.4 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)均取3次以上重復測定平均值，通過Excel 2007進行處理，其他統(tǒng)計分析處理均采用SPSS19.0軟件。

2 結果與分析

2.1 水淹對桑樹葉光合色素和光合生理參數(shù)的影響 由圖1可知，隨水淹天數(shù)增加，2種繁育方式2個品種桑苗均出現(xiàn)葉片發(fā)黃落葉。葉綠素含量均隨著水淹天數(shù)增加而下降(圖2)，其中ck處理的葉綠素含量大于淹水處理(P>0.05)，但不同品種之間有差異，蜀果為嫁接對照>扦插淹水>嫁接對照>扦插淹水，澳玉為扦插淹水>嫁接對照>扦插淹水>嫁接對照，說明品種、繁育方式、水淹對桑苗葉綠素含量均有影響。

圖1 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹生長的影響Fig. 1 Effects of waterlogging stress on the growth of mulberry with different breeding methodsJJ-AY-ys： 嫁接澳玉淹水處理; QC-AY-ys： 扦插澳玉淹水處理; JJ-SG-ys： 嫁接蜀果淹水處理; QC-SG-ys： 扦插蜀果淹水處理。JJ-AY-ys:The waterlogging treatment of Aoyu,which was reproduced by grafted;QC-AY-ys:The waterlogging treatment of Aoyu,which was reproduced by cutted;JJ-SG-ys:The waterlogging treatment of Shuguo,which was reproduced by grafted;QC-SG-ys:The waterlogging treatment of Shuguo,which was reproduced by cutted.

圖2 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片光合色素的影響Fig. 2 Effects of waterlogging stress on photosynthetic pigments in mulberry leaves of different breeding methodsA： 蜀果;B： 澳玉，JJys： 嫁接淹水處理;JJck： 嫁接不淹水處理;QCys： 扦插淹水處理;QCck： 扦插不淹水處理。下同。A:Shuguo;B:Aaoyu;JJys： The grafting waterlogging treatment;JJck： The grafting without waterlogging;QCys： The cutting waterlogging treatment;QCck： The cutting without waterlogging. The same below.

水淹脅迫7天后測定不同繁育方式桑樹葉片的光合特性日變化結果顯示(圖3)，嫁接和扦插繁育的蜀果和澳玉桑苗ck處理葉片Pn日變化均呈雙峰曲線，有明顯的光合“午休”現(xiàn)象，2個峰值分別出現(xiàn)在10:00和14:00，ck處理扦插繁育蜀果和澳玉桑苗葉片Pn峰值均大于嫁接繁育，其中扦插繁育澳玉桑苗葉片Pn峰值顯著大于嫁接繁育(P<0.05)，而ys處理桑苗的Pn日變化呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在16:00，扦插繁育蜀果和澳玉的Pn值大于嫁接繁育(P>0.05)(圖3A、B)。ck處理2種繁育方式2個品種桑苗葉片Gs變化相似，均呈先升后降趨勢，在上午8:00出現(xiàn)峰值； ys處理則呈現(xiàn)先降后升趨勢，但蜀果最大值出現(xiàn)在16:00，澳玉最大值出現(xiàn)在14:00(圖3C、D)。

ck處理2種繁育方式2個品種桑苗葉片Ci均呈逐漸下降趨勢，ys處理扦插和嫁接繁育的蜀果桑苗葉片Ci呈雙峰曲線，峰值分別出現(xiàn)在10:00和14:00，且第1個峰值顯著大于第2個峰值(P<0.05)，而澳玉桑苗葉片Ci日變化呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在10:00(圖3E、F)。ck處理蜀果桑苗葉片Tr變化曲線顯示(圖3G)，2種繁育方式桑苗葉片Tr均呈雙峰曲線，但扦插繁育桑苗峰值分別出現(xiàn)在8:00和12:00，而嫁接繁育桑苗葉片Tr峰值則出現(xiàn)在10:00和14:00，淹水處理的2種繁育桑苗整體呈逐漸下降趨勢； 澳玉桑苗葉片Tr變化曲線顯示(圖3F)，不同處理2種繁育方桑苗葉片Tr均呈雙峰曲線，ck處理扦插繁育桑苗峰值分別出現(xiàn)在8:00和14:00，而嫁接繁育桑苗葉片Tr峰值則出現(xiàn)在8:00和16:00，ys處理的2種繁育桑苗葉片Tr峰值分別出現(xiàn)在10:00和16:00。以上結果說明，不同繁育方式的桑苗在水淹下的光合生理響應能力不同。

圖3 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片光合日變化的影響Fig. 3 Effects of waterlogging stress on diurnal changes of photosynthesis in mulberry leaves of different breeding methods

分別在淹水處理的第0、3、7、12、18 天測定不同繁育方式桑樹葉片光合參數(shù)動態(tài)變化，結果顯示，在淹水處理后0～7天，2種繁育方式的2個桑品種葉片Pn、Gs和Tr均呈急劇下降趨勢，隨著水淹脅迫時間延長呈逐漸上升趨勢； 其中在3～20 天，ck處理扦插和嫁接繁育的蜀果葉片Pn值顯著大于淹水處理(P<0.05)，扦插淹水的Pn值大于嫁接淹水，差異不顯著(P>0.05)(圖4A)； 在7～20 天，ck處理扦插和嫁接繁育的澳玉葉片Pn值顯著大于淹水處理(P<0.05)，扦插淹水的Pn值大于嫁接淹水，差異不顯著(P>0.05)(圖4B)。

各處理桑樹葉片Gs動態(tài)變化趨勢顯示，ck處理呈單峰曲線，而淹水處理則呈倒拋物線，最小值出現(xiàn)在第7天，其中3～7天，ck處理的2個桑品種葉片Gs值顯著大于淹水處理(P<0.05)，扦插淹水脅迫的Gs值大于嫁接繁育，差異不顯著(P>0.05)(圖4C、D)； 除嫁接繁育ck處理澳玉外，其余處理桑樹葉片的Ci動態(tài)變化趨勢類似，均呈單峰曲線，最大值出現(xiàn)在第7天，其中扦插繁育淹水處理桑樹葉片Ci最大值均大于其他處理，扦插繁育淹水處理蜀果達顯著性差異(P<0.05)(圖4E、F )； 在水淹后第3～12天，ck處理桑樹葉片的Tr均大于淹水處理，其中蜀果達顯著性差異(P<0.05)，澳玉第7～12天達顯著性差異(P<0.05)，其中扦插繁育淹水處理的Tr值大于嫁接淹水，差異不顯著(P>0.05)(圖4G、H)。

圖4 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片光合生理參數(shù)的影響Fig. 4 Effects of waterlogging stress on photosynthetic physiological parameters of mulberry leaves in different breeding methods

2.2 水淹對桑樹葉片滲透調節(jié)物質含量的影響 扦插和嫁接繁育的蜀果和澳玉，隨水淹時間延長，其葉片的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸及丙二醛含量變化見圖5—8。不同處理2種繁育方式2個桑樹品種葉片滲透調節(jié)物質含量整體均呈下降趨勢。

ck處理扦插和嫁接繁育的蜀果和澳玉葉片的滲透調節(jié)物質含量均大于淹水處理，其中蜀果葉片可溶性糖含量、Pro和MDA達顯著性差異(P<0.05)，而嫁接繁育澳玉差異不顯著(P>0.05)，淹水處理嫁接繁育的蜀果和澳玉葉片可溶性糖含量均大于扦插，其中蜀果葉片達顯著性差異(P<0.05)，而澳玉差異不顯著(P>0.05)(圖5)，淹水處理扦插繁育的蜀果葉片Pro含量均大于嫁接(P>0.05)，而嫁接繁育澳玉葉片Pro含量大于扦插(P<0.05)(圖6)； 淹水處理嫁接繁育的蜀果和澳玉葉片可溶性蛋白含量均大于扦插，其中蜀果品種達顯著性差異(P<0.05)(圖7)； 淹水處理嫁接繁育的澳玉葉片MDA含量大于扦插(P>0.05)，扦插繁育的蜀果葉片MDA含量大于嫁接(P>0.05)(圖8)。以上結果說明不同桑樹品種應答水淹脅迫時的調節(jié)滲透物質含量各異，其中繁育方式也有影響，但各處理桑樹葉片滲透調節(jié)物質含量整體均呈下降趨勢，表明水淹期內桑樹不能通過可溶性糖積累來降低滲透勢，植物滲透調節(jié)受到一定的抑制。

圖5 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片可溶性糖含量的影響Fig. 5 Effect of waterlogging stress on soluble sugar content in mulberry leaves of different breeding methods

圖6 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片可溶性蛋白質含量的影響Fig. 6 Effect of waterlogging stress on soluble protein content in mulberry leaves of different breeding methods

圖7 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片脯氨酸含量的影響Fig. 7 Effects of waterlogging stress on proline content in mulberry leaves of different breeding methods

圖8 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片丙二醛含量的影響Fig. 8 Effects of waterlogging stress on malondialdehyde content in mulberry leaves of different breeding methods

本試驗中，淹水處理扦插和嫁接繁育的蜀果和澳玉可溶性蛋白質均出現(xiàn)顯著下降趨勢，但嫁接繁育蜀果葉片可溶性蛋白質含量較扦插繁育下降快速，而澳玉則相反，扦插繁育較嫁接繁育下降快速，雖然植物可通過可溶性蛋白質的積累維持逆境下植物細胞的低滲透勢，減少水分脅迫對植物細胞的損傷，但可能本試驗處理中桑樹葉片可溶性蛋白質僅是對水分脅迫適應性的下調，不同繁育方式對不同品種應答逆境脅迫的響應速度有差異。

2.3 水淹對桑樹葉片保護酶活性的影響 水淹對不同繁育方式桑樹葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響如圖9示。隨脅迫時間增加，扦插和嫁接繁育的蜀果和澳玉桑樹葉片的SOD活性均呈現(xiàn)逐漸升高趨勢，淹水處理扦插和嫁接繁育的蜀果和澳玉桑樹葉片SOD活性均顯著大于ck處理(P<0.05)，淹水處理嫁接繁育蜀果葉片SOD活性大于扦插，而扦插繁育澳玉葉片SOD活性大于嫁接，但差異不顯著(P>0.05)，說明在水淹期間，桑樹為維持正常生理生長主要通過增加SOD含量來清除活性氧對自身的危害，但同一品種不同繁育方式有差異，嫁接繁育蜀果耐水淹優(yōu)于扦插繁育，而扦插繁育澳玉耐水淹優(yōu)于嫁接繁育。

圖9 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片超氧化物歧化酶活性的影響Fig. 9 Effects of waterlogging stress on superoxide dismutase activity of mulberry leaves in different breeding methods

圖10 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片過氧化物酶活性的影響Fig. 10 Effects of waterlogging stress on peroxidase activity of mulberry leaves in different breeding methods

圖11 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片過氧化氫酶活性的影響Fig. 11 Effects of waterlogging stress on catalase activity of mulberry leaves in different breeding methods

在水處理中的過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過氧化酶(APX)活性變化如圖10—12所示，表現(xiàn)為整體下降趨勢，但存在繁育方式和品種下降速度的差異，嫁接繁育的ck和淹水處理的蜀果和澳玉葉片POD、CAT和APX酶活性下降均較扦插繁育的下降速度快，其中淹水處理扦插繁育蜀果葉片POD和CAT酶活性下降過程中顯著大于嫁接繁育(P<0.05)，而扦插繁育澳玉葉片的APX酶活性下降過程中則顯著大于嫁接繁育(P<0.05)。本試驗各處理桑樹應答水淹脅迫后SOD酶活性均顯著升高，表明SOD是桑樹響應脅迫清除活性氧系統(tǒng)的第一道防線，有重要意義； 而POD、CAT、APX酶活性均下降，可能因這幾種酶不是桑樹的主要防御酶系統(tǒng)，但下降速度各異，說明繁育方式對不同品種桑樹抗逆性存在一定影響。

圖12 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片抗壞血酸過氧化酶活性的影響Fig. 12 Effects of waterlogging stress on the activity of ascorbate peroxidase in mulberry leaves of different breeding methods

3 討論

3.1 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片光合色素和光合參數(shù)的影響 光合作用是植物有機質合成、儲能和轉化的基礎，同時也決定了植物品質的構成(Dingetal., 2018； 朱教君等， 2005； 李昌曉等， 2007； 張起源等， 2011)。葉綠素含量對植物葉片吸收陽光的效率起著重要作用(劉澤彬等， 2014)。本研究中，葉綠素含量的降低與各組植株葉片變黃相符，因此水淹脅迫降低了各處理桑苗的光能捕獲能力。但不同品種桑苗水淹后的葉綠素含量有差異，而繁育方式對不同品種桑苗水淹脅迫后的葉綠素含量有影響。本試驗中不淹水處理(ck)桑樹葉片有明顯光合“午休”現(xiàn)象，而淹水處理的桑苗在測定時間內呈單峰曲線，凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr)動態(tài)變化均呈急劇下降趨勢，說明不同繁育方式的桑苗在水淹脅迫條件下對光合生理響應的能力各異，扦插繁育(QC)較嫁接繁育(JJ)響應能力略強，隨著脅迫時間的延長，桑樹逐漸適應逆境。但不同繁育方式桑樹光合作用對水淹脅迫響應差異的分子機制仍有待于進一步探討。

3.2 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片滲透調節(jié)物質含量的影響 水淹脅迫對植物細胞膜系統(tǒng)和功能的危害非常大，為在水淹生境中能夠生存和生長，植物在長期進化過程中形成了相應的響應機制(劉澤彬等， 2013； Rzewuskietal., 2008)，當植物組織中的氧含量低于正常的生理需要時，它們受到生理和生化機制的調節(jié)，例如細胞通過調節(jié)滲透物質的含量來維持滲透勢的平衡(潘瀾等， 2012)。植物適應水分脅迫的一個重要生理機制即是滲透調節(jié)。通過滲透調節(jié)，植物可在水淹脅迫下保持一定的膨脹，以維持正常的氣孔開放、細胞生長和光合作用等生理過程(夏青芳， 2017； Zhangetal., 2007； 羅祺等， 2007)。水淹脅迫后，植物細胞內的正常滲透壓會因失水而受到破壞，從而對細胞造成損害，但具有高抗性的植物可以通過積極積累溶質來抵御脅迫(夏青芳， 2017)。

有研究表明，在水淹脅迫下，由于合成蛋白質的抑制作用，植物可溶性蛋白質含量顯著減少(Jungetal., 2010)。本試驗中，隨著水淹脅迫時間的延長，不同處理2種繁育方式、2個桑樹品種葉片滲透調節(jié)物質可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸及丙二醛含量變化整體均呈下降趨勢，但不同品種及同一品種不同繁育方式之間有差異。水淹脅迫處理期內，各處理桑樹不能通過積累滲透條件物質來降低滲透勢，但試驗桑苗可溶性蛋白含量下降可能是從蛋白下調方面來適應水淹脅迫，不過繁育方式對不同品種應答逆境脅迫的響應速度有差異，扦插繁育蜀果較嫁接繁育響應速度快，而嫁接繁育較扦插繁育響應速度快。目前，研究者普遍將水分脅迫下丙二醛含量的增加作為衡量植物抗旱性的生理指標之一，丙二醛含量的增加與生物膜通透性的增加呈正相關，可以認為水分脅迫下植物體內丙二醛含量的增加，其抗旱性越強(夏青芳， 2017)。在本試驗中，在水淹的逆境下,各處理桑樹均不積累MDA是否意味著桑樹的抗旱能力強還有待于下一步干旱脅迫試驗證實。而水淹脅迫條件下不同繁育方式桑樹葉片滲透調節(jié)物質含量下降各異，表明針對不同桑樹品種所處的自然環(huán)境條件應選擇不同的繁育方法，以增強桑樹應對不同環(huán)境的適應能力。

3.3 水淹脅迫對不同繁育方式桑樹葉片保護酶活性的影響 在水淹逆境下，CO2對葉片擴散的阻力由于植物葉片氣孔因缺氧而關閉而增加，光合酶活性受到影響而使光合能力下降(劉澤彬等， 2013； Rzewuskietal., 2008)。水淹植株的 SOD、 CAT 和 POD 活性顯著降低，導致大量自由基穿透質體膜進入葉綠體，因為葉綠體的降解導致含量降低，電子傳遞系統(tǒng)和光磷酸化作用受到抑制，細胞分裂素含量降低抑制光合碳循環(huán)中磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)活性，從而抑制光合作用，減緩降低光合產物的轉運，表現(xiàn)為葉的失綠、發(fā)黃、凋落(陳張煥等， 2012； 譚淑端等， 2009； 王海鋒等， 2008)。植物在水淹過程中由于低 O2濃度而產生乙烯等有毒物質不利于植物正常的生理代謝，破壞植物體內活性氧代謝系統(tǒng)的平衡，植物葉片的膜脂質過氧化和脫脂會造成膜和酶的嚴重損傷，降低膜的流動性，使膜喪失選擇性吸收和細胞內電解質的滲漏(Jungetal., 2010)。為了抵抗水淹脅迫下活性氧類的毒性作用，植物進化并適應形成相應的抗氧化防御系統(tǒng)，例如非酶清除劑和活性氧清除劑(SOD、 POD、 CAT、 APX等)和非酶系統(tǒng)可以減少水淹脅迫下活性氧類積累所造成的損害(張曄等， 2011)。CAT和 APX等酶能進一步催化過氧化氫分解為水和氧氣，POD也能催化過氧化氫釋放氧氣，以及完成某些酚類和胺類的氧化(楊鵬等， 2012)。超氧化物歧化酶(SOD)是超氧陰離子自由基(O2-)的主要清除劑，是植物抵御自由基毒性的關鍵酶，能將超氧陰離子轉化為過氧化氫和氧(Ahmedetal., 2002)。

本試驗中，隨著脅迫時間的增加，扦插和嫁接繁育的蜀果和澳玉桑樹葉片的SOD活性均呈現(xiàn)逐漸升高趨勢，說明桑樹能在整個水淹脅迫期間通過增加SOD含量來清除活性氧，維持植物的生長，SOD是植物體內清除活性氧系統(tǒng)的第一道防線，本試驗各處理桑樹應答水淹脅迫后SOD酶活性均顯著升高證實了這一點，但同一品種不同繁育方式之間有差異，嫁接繁育蜀果耐水淹優(yōu)于扦插繁育，而扦插繁育澳玉耐水淹優(yōu)于嫁接繁育。但過氧化物酶、過氧化氫酶和抗壞血酸過氧化酶的變化呈下降趨勢，這一結果與紅花玉蕊隨著淹浸水位的不斷升高，幼苗葉片的SOD酶活性逐漸增高，POD 酶活和丙二醛含量均先升高后降低，脯氨酸含量先降低后急劇升高(梁芳等， 2019)，紅花玉蘭(Magnoliawufengensis)水淹脅迫后，可溶性蛋白質含量和丙二醛含量逐漸增加，SOD、POD、CAT表現(xiàn)為先增加后降低(王延雙等， 2020)，水淹前期，綠豆(Vignaradiata)細胞中的 SOD、CAT和GR活性均有不同程度的升高，經8 h水淹處理后的秋茄(Kandeliacandel)幼苗，其SOD和POD活性明顯升高，幼苗抗性提高(張曉磊等， 2010)。水淹脅迫使水稻(Oryzasativa)不同生育時期的CAT和APX活性顯著升高等文獻報道不同(許容榕等， 2017)。主要原因可能與桑樹的遺傳特性有關，不同植物應答逆境脅迫對保護酶活性有不同程度的影響。超氧化物歧化酶(SOD) 活性對蛇莓(Duchesneaindica)的耐干旱和耐水淹能力影響較大，且對耐水淹能力和耐干旱的影響相似； 過氧化氫酶(CAT) 活性對娟毛匍匐委陵菜(Potentillareptansvar.sericophylla)的耐干旱和耐水淹能力影響較大，且耐水淹能力優(yōu)于耐干旱； 過氧化物酶(POD) 活性對2種地被植物的影響較小，不是主要的影響因子(張迎新等， 2013)。原因可能是以上幾種酶不是桑樹的主要防御酶系統(tǒng)，但下降速度各異說明繁育方式對不同品種桑樹抗逆性有影響。

綜上所述，水淹脅迫使桑樹光合器官受到一定程度的破壞而造成植物葉片光合速率的下降。隨著水淹時間的延長，本試驗處理桑樹不能通過積累滲透調節(jié)物質來降低滲透勢，但各處理桑樹葉片SOD活性升高，表明桑樹可在水淹脅迫下通過SOD這一清除活性氧系統(tǒng)的第一道防線，來減輕水淹逆境對桑樹正常生理生長帶來的危害，繁育方式對該2個品種桑樹應答逆境脅迫的響應速度有差異。而水淹脅迫下，不同繁育方法是否對其他桑樹品種生理生態(tài)響應能力有影響仍需進一步試驗驗證。針對本試驗水淹脅迫處理中桑樹葉片滲透調節(jié)物質含量下降，除SOD外其他保護酶活性降低是否可能是從蛋白下調方面來適應水淹脅迫及其他幾種保護酶不是桑樹的主要防御酶系統(tǒng)有待于進一步研究。植物應答逆境脅迫的發(fā)育過程受基因的精確表達調控(Shengnanetal., 2020； Dingetal., 2020)，下一步的研究著重從分子水平揭示不同繁育方式桑樹應答逆境脅迫的響應機制。

4 結論

水淹脅迫使桑樹光合色素含量降低，降低了不同繁育方式桑樹的光合作用，但扦插繁育桑樹光合作用能力較嫁接繁育強。不同繁育方式的桑樹不能通過積累滲透調節(jié)物質來降低滲透勢。SOD為該2個品種桑樹應答水淹脅迫的主要防御酶。扦插繁育蜀果葉片較嫁接繁育應答水淹脅迫的響應速度快，而嫁接繁育澳玉較扦插繁育響應速度快，蜀果適宜扦插繁育而澳玉適宜嫁接繁育。