低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)8個(gè)紫花苜蓿品種形態(tài)和生理特征的影響

方明月，汪溢磐，趙 奕，熱孜亞·艾力，申玉華，張鐵軍*

(1.北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)與草原學(xué)院，北京 100083；2.赤峰學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是一種優(yōu)良的多年生豆科(Leguminosae)牧草，具有產(chǎn)草量高、適應(yīng)性好、利用年限長、再生性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)[1]，有“牧草之王”的美稱。紫花苜蓿在我國的栽培歷史悠久，近年來，在政策扶持和市場需求拉動(dòng)下，苜蓿種植面積迅速增加，現(xiàn)已成為了植物性蛋白飼料行業(yè)的主力軍，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位[2]。

紫花苜蓿主要種植于我國的西北、東北、華北和江淮流域等地區(qū)，截止到2020年底，全國紫花苜蓿年末保留面積3 310.01萬hm2，種植面積前5位省區(qū)為甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏、陜西和新疆(含新疆兵團(tuán))，占總面積的89.8%[3]。但我國北方特別是西北地區(qū)降雨稀少、水資源匱乏，加之冬季寒冷，低溫干旱的環(huán)境條件常常使紫花苜蓿出現(xiàn)減產(chǎn)、無法越冬等問題，造成經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)也影響了苜蓿草地的可持續(xù)利用[4-5]。因此，為滿足國內(nèi)苜蓿種植對(duì)苜蓿良種的需求，我國近幾年大量從國外進(jìn)口苜蓿種子。這些引進(jìn)品種雖然暫時(shí)緩解了苜蓿種子短缺的困局，但我國氣候條件與許多苜蓿品種來源地區(qū)有較大不同，盲目引種及系統(tǒng)性研究評(píng)價(jià)的缺乏給農(nóng)民和相關(guān)企業(yè)造成諸多損失。

目前，國內(nèi)外大多數(shù)研究集中于干旱、低溫單因素脅迫對(duì)紫花苜蓿生長和發(fā)育的影響，楊姝等[6]從27個(gè)苜蓿種植資源中選取了4個(gè)強(qiáng)抗旱種質(zhì)材料，認(rèn)為選育抗旱苜蓿品種的有效途徑是充分發(fā)掘地方苜蓿種質(zhì)資源；Ni等[7]研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿表皮蠟質(zhì)由伯醇、烷類、萜類等構(gòu)成，并可通過改變?nèi)~表皮蠟質(zhì)的含量、成分或結(jié)構(gòu)來提高抗旱性；Castonguay等[8]研究認(rèn)為，提高苜蓿耐寒性尤其是改良高秋眠級(jí)品種耐寒性是提高苜蓿產(chǎn)量的有效方式。秋眠與耐寒性密切相關(guān)，充分認(rèn)識(shí)低溫馴化過程中苜蓿生長與耐寒性調(diào)控的分子機(jī)理，以分子育種方法改良苜蓿耐寒性是可行的[9]。然而，低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)牧草生長的研究相對(duì)較少。梁小紅等[10]研究發(fā)現(xiàn)多年生黑麥草對(duì)低溫干旱復(fù)合脅迫具有交叉適應(yīng)的能力，進(jìn)行適度的干旱處理能提高其在低溫環(huán)境下的適應(yīng)性和越冬成活率。劉杰等[11]以不同基因型的兩個(gè)小黑麥品種為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)低溫、干旱和復(fù)合脅迫對(duì)小黑麥草幼苗生理特性有著不同程度的影響，且復(fù)合脅迫可能對(duì)植物會(huì)出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)或拮抗效應(yīng)，不能視作是簡單的疊加效應(yīng)。徐洪雨等[12]通過控溫和更換表土試驗(yàn)?zāi)M低溫干旱環(huán)境，發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿根頸內(nèi)的脯氨酸和可溶性蛋白含量可能與其耐寒性有關(guān)，同時(shí)可溶性糖含量低是苜蓿根頸失水速率快乃至耐寒性受到嚴(yán)重影響的原因。

因此，關(guān)于低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)紫花苜蓿影響的研究相對(duì)較少。本研究將以代表性的國內(nèi)苜蓿品種和引進(jìn)苜蓿品種為試驗(yàn)材料，通過對(duì)低溫干旱復(fù)合脅迫下紫花苜蓿表型及生理指標(biāo)的測定，系統(tǒng)分析比較8個(gè)紫花苜蓿品種在低溫干旱環(huán)境下的抗逆性，以期為我國北方地區(qū)的紫花苜蓿品種選擇和新品種培育提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料來源與處理

引進(jìn)國內(nèi)外代表性抗寒紫花苜蓿品種共8個(gè)，以東北地區(qū)的重要品種‘公農(nóng)1號(hào)’(Medicagosativa‘Gongnong No.1’)為對(duì)照。品種名稱和來源見表1。

表1 供試品種名稱及來源

1.2 試驗(yàn)方法

從每份紫花苜蓿品種材料中挑選180粒均勻一致、顆粒飽滿、無病蟲害的種子，先用HgCl2溶液消毒8分鐘，再用蒸餾水沖洗5次后置于內(nèi)鋪濾紙的培養(yǎng)皿中。于人工氣候箱中培養(yǎng)發(fā)芽，培養(yǎng)條件為晝/夜溫度為25℃/20℃，濕度為70%，光照/黑暗時(shí)間為12 h/12 h，光照強(qiáng)度為5 000 lx。

每份苜蓿品種材料均設(shè)置對(duì)照組和脅迫處理組，每組設(shè)置3次重復(fù)，即每份材料種植6盆，共48盆。待幼根長至1～2 cm時(shí)，選擇長勢較好的幼苗移栽至花盆中，每個(gè)花盆移植17株。移植前，試驗(yàn)所用的塑料花盆及蛭石均進(jìn)行高溫滅菌處理，并在每個(gè)盆內(nèi)裝入等量均勻的蛭石約45 g。移植后花盆內(nèi)土壤含水量保持在田間持水量的75%～80%，每周加入2～3次速效肥(品牌為Peters professional，成分為20∶20∶20氮磷鉀肥)，每次每盆0.1 g。待生長到4～5片復(fù)葉時(shí)，進(jìn)行脅迫處理。

目前研究干旱脅迫對(duì)植物影響試驗(yàn)最常用的干旱處理方法是反復(fù)干旱法[13,14]，本試驗(yàn)采用兩次干旱低溫復(fù)合脅迫處理來進(jìn)行抗逆性鑒定。脅迫處理期間，對(duì)照組始終置于人工培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)條件同發(fā)芽期，土壤含水量保持在田間持水量的70%～80%。處理組第一次停止供水直至土壤含水量降至田間持水量的15%～20%，持續(xù)脅迫8 d。隨后轉(zhuǎn)入4℃低溫培養(yǎng)箱進(jìn)行低溫干旱復(fù)合脅迫，持續(xù)5 d，培養(yǎng)條件為晝夜溫度為4℃，空氣濕度為70%，光照/黑暗時(shí)間為12 h/12 h，光照強(qiáng)度為5 000 lx。然后，將其轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)箱并復(fù)水，使其土壤水分達(dá)到田間持水量的75%～80%。復(fù)水后第二次停止供水，方法同第一次。干旱脅迫持續(xù)8 d后再次轉(zhuǎn)入4℃低溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)條件同上，低溫干旱復(fù)合脅迫5 d后進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.3 測定指標(biāo)和方法

1.3.1表型指標(biāo)的測定 試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)所有處理進(jìn)行取樣，每盆隨機(jī)選取3株幼苗，測量植株高度、葉長及葉寬。每盆選擇3株與花盆中大部分幼苗長勢相同的苜蓿幼苗，剪下稱量其地上部鮮重，并于紙袋中自然風(fēng)干后測量其地上部干重。計(jì)算各表型指標(biāo)處理組相比對(duì)照組的降幅及相對(duì)鮮重、相對(duì)干重、相對(duì)鮮干比等3項(xiàng)指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

相對(duì)鮮干比=處理組鮮干比/對(duì)照組鮮干比×100%

1.3.2生理特征的測定 取樣前，用手持葉綠素儀(中科維禾TYS-4 N)測量每個(gè)花盆中3株長勢均勻植株的中部葉片的葉綠素含量及氮含量。過氧化物酶(Peroxidase,POD)活性采用過氧化物酶試劑盒(貨號(hào)MM-35960O1，江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司)測定，過氧化氫酶(Catalase,CAT)活性采用過氧化氫酶試劑盒(貨號(hào)MM-0799O1，江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司)測定。

1.3.3低溫干旱復(fù)合脅迫條件下的抗逆性綜合評(píng)價(jià) 采用隸屬函數(shù)模糊綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)各品種紫花苜蓿在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下的抗逆性，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。計(jì)算隸屬函數(shù)值Xi和隸屬函數(shù)總和(D)公式如下[5,15]:

式(1)

式(2)

式中i為指標(biāo)，j為品種；Xi為處理組與對(duì)照組指標(biāo)測定值的比值，Xmin、Xmax為此指標(biāo)比值的最小值和最大值。綜合評(píng)價(jià)D值越大表示該紫花苜蓿品種在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下抗逆性越強(qiáng)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS25、DPS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用Simpalot12.5作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫干旱復(fù)合脅迫下不同品種紫花苜蓿幼苗表型特征的差異

紫花苜蓿的表型和生理均受到低溫干旱復(fù)合脅迫的顯著影響(P<0.05)，除了POD和CAT活性兩項(xiàng)指標(biāo)外，不同苜蓿品種的表型和生理指標(biāo)存在顯著差異(P<0.05)，品種與低溫干旱復(fù)合處理的交互作用對(duì)苜蓿各項(xiàng)指標(biāo)影響并不顯著(表2)。

表2 低溫干旱脅迫和品種及其交互作用對(duì)苜蓿生長影響的方差分析(F值)

8個(gè)紫花苜蓿品種在低溫干旱復(fù)合脅迫和正常條件下，表型指標(biāo)也有一定的差異(表3)。不同紫花苜蓿品種的株高在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下降幅差異較大，其中‘公農(nóng)1號(hào)’的降幅最小，株高由平均20.39 cm下降為20.28 cm，降幅為0.54%(表3)。‘北林201’的降幅最大，株高由平均24.75 cm下降為17.26 cm，降幅達(dá)到30.28%。同時(shí)，低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)‘北極熊’及‘北林201’的株高存在顯著影響(P<0.05)，對(duì)‘WL298’的株高存在極顯著影響(P<0.01)，對(duì)其他品種的株高影響不顯著。

表3 不同紫花苜蓿品種在低溫干旱復(fù)合脅迫和正常條件下的表型指標(biāo)

紫花苜蓿的葉長降幅范圍在0.47%～17.14%，其中‘東苜2號(hào)’‘龍牧803’的降幅均小于1%，‘龍牧803’的降幅最小，‘可汗’的降幅最大。葉寬的降幅范圍與葉長相近，其中‘東苜2號(hào)’的降幅最小，僅為1.47%，‘WL168’的降幅最大，達(dá)到14.76%。低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)‘北極熊’的葉長與葉寬均有顯著影響(P<0.05)，同時(shí)對(duì)‘WL298’的葉長也有顯著影響(P<0.05)。

8個(gè)紫花苜蓿品種的鮮重及干重降幅均較大，鮮重降幅平均為56.76%，干重降幅平均為52.72%。其中鮮重降幅最小的是‘東苜2號(hào)’，最大的是‘WL298’，干重降幅最小的是‘公農(nóng)1號(hào)’，最大的是‘北林201’。同時(shí)，低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)‘可汗’‘WL168’‘龍牧803’的鮮重均存在顯著影響(P<0.05)，對(duì)‘北極熊’‘北林201’‘WL298’的鮮重存在極顯著影響(P<0.01)?！睒O熊’的干重也受到低溫干旱復(fù)合脅迫的顯著影響(P<0.05)，‘WL298’‘WL168’的干重受其極顯著影響(P<0.01)。

2.2 低溫干旱復(fù)合脅迫下不同品種紫花苜蓿幼苗相對(duì)鮮重、干重和鮮干比的差異

2.2.1低溫干旱復(fù)合脅迫下不同品種紫花苜蓿幼苗相對(duì)鮮重的差異 表4可知，8個(gè)紫花苜蓿品種在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下有個(gè)品種的相對(duì)鮮重?zé)o顯著差異，按相對(duì)鮮重大小依次為‘東苜2號(hào)’‘公農(nóng)1號(hào)’‘WL168’‘龍牧803’‘北林201’‘可汗’‘東苜2號(hào)’與‘北極熊’‘WL298’間存在顯著差異(P<0.05)。其中，‘東苜2號(hào)’的相對(duì)鮮重最大，為53.35%；‘WL298’的相對(duì)鮮重最小，為37.06%，表明該品種在低溫干旱復(fù)合脅迫下，鮮重下降幅度最大。

2.2.2低溫干旱復(fù)合脅迫下不同品種紫花苜蓿幼苗相對(duì)干重的差異 8個(gè)紫花苜蓿品種中僅部分品種的相對(duì)干重在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05，表4)，所有品種按相對(duì)干重大小依次為‘公農(nóng)1號(hào)’‘東苜2號(hào)’‘可汗’‘WL168’‘北極熊’‘龍牧803’‘WL298’‘北林201’。其中，‘公農(nóng)1號(hào)’的相對(duì)干重最大，為58.90%；‘北林201’的相對(duì)干重最小，為39.00%，表明該品種在低溫干旱復(fù)合脅迫下，干重下降幅度最大。

2.2.3低溫干旱復(fù)合脅迫下不同品種紫花苜蓿幼苗相對(duì)鮮干比的差異 表4可知，8個(gè)紫花苜蓿品種在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下相對(duì)鮮干比無顯著差異(表4)，且按鮮干比大小排名為‘北林201’>‘東苜2號(hào)’>‘龍牧803’>‘ WL168’> ‘WL298’>‘北極熊’>‘可汗’>‘公農(nóng)1號(hào)’。8個(gè)紫花苜蓿品種中，‘北林201’的相對(duì)鮮干比最大，為96.49%；‘公農(nóng)1號(hào)’的相對(duì)鮮干比最小，為80.39%，表明該品種在低溫干旱復(fù)合脅迫下，相對(duì)鮮干比下降幅度最大。

表4 低溫干旱復(fù)合脅迫下不同紫花苜蓿品種相對(duì)鮮重、干重和鮮干比分析

因此，在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下，與對(duì)照組相比，紫花苜蓿的干、鮮重及鮮干比均有較大下降幅度，但大部分品種間無顯著差異。

2.3 低溫干旱復(fù)合脅迫下不同品種紫花苜蓿幼苗生理特征的差異

紫花苜蓿的葉綠素受到品種和低溫干旱復(fù)合脅迫的顯著影響(P<0.05，表2)，但兩者的交互作用對(duì)其影響并不顯著。其中，低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)其葉綠素含量影響最小的是‘北極熊’與‘WL168’，與對(duì)照組相比葉綠素含量僅下降了0.63%，0.85%。影響最大的是‘北林201’與‘可汗’，與對(duì)照組相比葉綠素含量下降了25.98%，20.61%(圖1A)。

紫花苜蓿的氮含量受到品種和低溫干旱復(fù)合脅迫的顯著影響(P<0.05，表2)，低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)其影響最小的是‘北極熊’與‘WL168’，與對(duì)照組相比,氮含量僅下降0.12%，0.16%。影響最大的是‘北林201’與‘可汗’，與對(duì)照組相比,下降了21.85%，17.15%(圖1B)。

紫花苜蓿的POD僅受到低溫干旱復(fù)合脅迫的顯著影響(P<0.05，表3)，品種及兩者的交互作用對(duì)其影響并不顯著。其中，受低溫干旱復(fù)合脅迫影響最小的是‘北極熊’與‘北林201’，與對(duì)照組相比其POD值僅下降7.95%，27.47%。影響最大的是‘龍牧803’與‘公農(nóng)1號(hào)’，下降了54.66%，48.45%(圖1C)。

紫花苜蓿的CAT僅受到低溫干旱復(fù)合脅迫的顯著影響(P<0.05，表2)。其中低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)其CAT值影響最小的是‘可汗’與‘北極熊’，分別僅下降0.95%，3.53%。影響最大的是‘WL168’與‘北林201’，其CAT值下降了48.82%，48.03%(圖1D)。

圖1 干旱脅迫對(duì)不同品種苜蓿幼苗生理特征的影響

2.4 低溫干旱復(fù)合脅迫條件下紫花苜?？鼓嫘栽u(píng)價(jià)

根據(jù)隸屬函數(shù)D值，對(duì)8個(gè)品種紫花苜蓿在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下的抗逆性進(jìn)行綜合排序(表5)。在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下，紫花苜蓿抗逆性強(qiáng)弱的排名為‘東苜2號(hào)’>‘北極熊’>‘公農(nóng)1號(hào)’>‘龍牧803’>‘WL168’>‘ WL298’>‘可汗’>‘北林201’。其中，表型指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)最高的是‘東苜2號(hào)’，生理指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)最高的是‘北極熊’。

表5 紫花苜蓿品種的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

2.5 隸屬函數(shù)與其他指標(biāo)的相關(guān)性分析

利用雙變量Pearson相關(guān)系數(shù)法對(duì)紫花苜蓿隸屬函數(shù)D值與試驗(yàn)所測抗逆性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，隸屬函數(shù)D值與株高、葉綠素含量、氮含量均呈顯著相關(guān)關(guān)系，干重與株高、葉長與葉寬呈顯著相關(guān)關(guān)系，葉綠素與氮含量呈極顯著相關(guān)關(guān)系(表6)。

表6 低溫干旱復(fù)合脅迫下紫花苜蓿各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

3 討論

3.1 低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)紫花苜蓿幼苗形態(tài)特征的影響

形態(tài)學(xué)指標(biāo)是植物抗逆性鑒定中應(yīng)用較多的指標(biāo)，株高、葉長、葉寬等形態(tài)指標(biāo)能較直觀、快速地反映植株生長狀況和對(duì)逆境脅迫的敏感程度[16-17]。薛琪等[18]研究發(fā)現(xiàn)水分脅迫會(huì)引起植株個(gè)體對(duì)水分的競爭，最終影響地上部分莖、葉的生長，干旱條件下苜蓿品種的株高增幅與對(duì)照組相比均有下降。王曉龍等[19]研究表明，株高較低的苜蓿品種秋眠級(jí)低，耐寒性較強(qiáng)。本試驗(yàn)對(duì)不同紫花苜蓿品種采取低溫干旱復(fù)合脅迫處理，發(fā)現(xiàn)，處理后各苜蓿品種的株高與對(duì)照組相比均有所下降，但不同品種間的降幅差異較大。綜合評(píng)價(jià)后抗逆性較好的‘東苜2號(hào)’和‘公農(nóng)1號(hào)’降幅均在3%內(nèi)，但抗逆性較好的‘北極熊’降幅卻達(dá)到了近20%。因此，株高是否可以作為苜蓿在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下的鑒定指標(biāo)，還有待進(jìn)一步研究確定。

鮮重、干重作為體現(xiàn)植株生物量的主要指標(biāo)，能反應(yīng)植物的物質(zhì)能量積累[20]。而鮮干比則可用來衡量苜蓿品質(zhì)，體現(xiàn)牧草的干物質(zhì)積累程度及其利用價(jià)值，苜蓿的鮮干比越高，則其品質(zhì)越好[21]。在低溫、干旱這兩種不利環(huán)境下，紫花苜蓿的鮮、干重均反應(yīng)敏感，呈下降趨勢[22-23]，這與本試驗(yàn)的結(jié)論較為一致。薛琪等[18]通過對(duì)不同紫花苜蓿品種在低溫、干旱這兩種不利環(huán)境下鮮干比的變化研究，發(fā)現(xiàn)植物可以通過降低鮮干比來儲(chǔ)存體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì),以度過逆境時(shí)期，且鮮干比下降幅度越大，抗寒性和抗旱性越弱,其中‘WL168’在干旱及低溫環(huán)境中鮮干比所受影響均較小，其抗寒性和抗旱性均較強(qiáng)。但在本試驗(yàn)8個(gè)品種低溫干旱復(fù)合脅迫的條件下，‘WL168’品種的抗逆性綜合評(píng)價(jià)排名卻并不高，僅為第5。同時(shí)，在本試驗(yàn)中鮮干比降幅最小的品種為抗逆性較差的‘北林201’。由此看見，單一脅迫條件(低溫、干旱)下抗逆性強(qiáng)的品種在復(fù)合脅迫條件下不一定抗逆能力好，且在多重逆境下植物的鮮干比與抗逆性間的關(guān)系更為復(fù)雜，不呈現(xiàn)出單一的正相關(guān)關(guān)系。

3.2 低溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)紫花苜蓿幼苗生理特征的影響

光合作用是植物維持生長及進(jìn)行物質(zhì)代謝的最基本活動(dòng)，而葉綠素是植物進(jìn)行光合作用時(shí)所需的核心物質(zhì)[24]，通過分析不同紫花苜蓿品種的葉綠素含量與其在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下的抗逆性的關(guān)系，可用于指導(dǎo)鑒定耐低溫干旱型的苜蓿品種。近年來，葉綠素含量作為反應(yīng)植物抗逆性的有效指標(biāo)[25-26]，在紫花苜蓿的抗旱性及抗寒性相關(guān)研究中得到廣泛應(yīng)用[24,27-28]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，紫花苜蓿在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下抗逆性綜合評(píng)價(jià)與葉綠素含量顯著相關(guān)，抗逆性強(qiáng)的品種葉綠素在逆境脅迫中下降幅度更小，這與余玲等[29]在紫花苜蓿的抗旱性研究中得出的結(jié)果一致，抗旱性強(qiáng)的品種能表現(xiàn)出較強(qiáng)的維持葉綠素含量的能力。同時(shí)，在本試驗(yàn)中紫花苜蓿的抗逆性綜合評(píng)價(jià)與氮含量呈顯著相關(guān)關(guān)系，這可能說明氮含量會(huì)影響紫花苜蓿在低溫干旱環(huán)境中的抗逆能力。但這在之前的試驗(yàn)研究中尚未報(bào)道，氮含量能否作為紫花苜蓿在低溫干旱復(fù)合脅迫條件下的鑒定指標(biāo)，還有待進(jìn)一步研究確定。

植物體內(nèi)的過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)可以協(xié)同作用消除過氧化氫清除自由基以此來防止膜脂過氧化[30-31]，對(duì)植物細(xì)胞起到保護(hù)作用，同時(shí)提升植物抵抗逆境的能力[32]。研究表明，紫花苜蓿在低溫或干旱逆境條件下，體內(nèi)的POD和CAT含量會(huì)隨著脅迫加劇呈先上升后下降的趨勢，這是由于在逆境脅迫下，植物會(huì)形成POD和CAT等抗氧化酶來降低傷害[32-33]。本試驗(yàn)并未對(duì)紫花苜蓿在復(fù)合脅迫條件下POD、CAT含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行測定，僅測定了低溫干旱復(fù)合脅迫后的最終含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，脅迫處理后的各紫花苜蓿品種相比對(duì)照組體內(nèi)POD、CAT含量均有所降低，與之前的研究結(jié)論較為一致。

3.3 紫花苜蓿低溫干旱環(huán)境中抗逆性的綜合評(píng)價(jià)

植物在低溫干旱環(huán)境下的抗逆性是受多種因素共同影響的，不能根據(jù)單一指標(biāo)來對(duì)其進(jìn)行抗逆評(píng)價(jià)[34]。本試驗(yàn)選取了9個(gè)抗逆性指標(biāo)通過隸屬函數(shù)值法對(duì)8個(gè)紫花苜蓿品種進(jìn)行綜合客觀的評(píng)價(jià)排序，結(jié)果表明‘東苜2號(hào)’‘公農(nóng)1號(hào)’在低溫干旱環(huán)境下的抗逆性較強(qiáng)。

4 結(jié)論

在低溫干旱環(huán)境下，各紫花苜蓿品種的形態(tài)及生理指標(biāo)均呈下降趨勢。同時(shí)，基于雙變量Pearson相關(guān)系數(shù)法，發(fā)現(xiàn)隸屬函數(shù)與株高、葉綠素含量和氮含量均呈顯著相關(guān)關(guān)系，表明紫花苜蓿在低溫干旱復(fù)合脅迫下的抗逆性與這三個(gè)指標(biāo)顯著相關(guān)。對(duì)9個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值綜合指數(shù)發(fā)現(xiàn)，在低溫干旱環(huán)境下的抗逆性表現(xiàn)為‘東苜2號(hào)’>‘北極熊’>‘公農(nóng)1號(hào)’>‘龍牧803’>‘WL168’>‘ WL298’>‘可汗’>‘北林201’。這對(duì)我國北方地區(qū)紫花苜蓿栽培品種的選擇具有重要參考價(jià)值。