藏沙蒿種質(zhì)材料苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)

王綺玉，劉 歡*，仁增旺堆，王敬龍，羅建民，黃 穎，董 凱

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院草業(yè)科學(xué)研究所，西藏 拉薩 850000)

藏沙蒿(Artemisiawellbyi)為菊科(Compositae)蒿屬(Artemisia)半灌木狀草本，是西藏特有植物種,在群落中為建群種或優(yōu)勢(shì)種，具抗寒、抗旱和防風(fēng)固沙等重要生態(tài)功能[1]，其生境多為河灘、草坡和流石灘,主要分布在西藏藏北和藏西北地區(qū)。西藏高原是青藏高原的主體，該區(qū)氣候獨(dú)特，全區(qū)草地類型豐富，其生態(tài)環(huán)境卻極其脆弱[2]。近年來，由于全球變暖及人為因素等干擾，高寒荒漠草原類和高寒荒漠類草地均出現(xiàn)了不同程度的退化現(xiàn)象。草牧矛盾一直是中國(guó)高寒區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展中最突出的問題之一，尤其是冬春季草場(chǎng)超載嚴(yán)重，草場(chǎng)放牧強(qiáng)度急劇增大，導(dǎo)致草場(chǎng)風(fēng)蝕和風(fēng)積過程加劇，進(jìn)一步加速了草場(chǎng)荒漠化[3-5]。在西藏高寒干旱生境下，藏沙蒿形成了其獨(dú)有特征和適應(yīng)機(jī)制，對(duì)干旱具有極強(qiáng)的抗性，可作為該類退化草地修復(fù)的優(yōu)良補(bǔ)播草種。因此，開展藏沙蒿種質(zhì)材料抗旱性篩選、鑒定是該類草地修復(fù)的基礎(chǔ)。

植物抗旱性受多種因素影響，以單一指標(biāo)評(píng)價(jià)具有一定的片面性，需用多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[6-7]。通常多采用抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)指標(biāo)來評(píng)價(jià)植物的抗旱性。這些指標(biāo)在長(zhǎng)穗偃麥草(Elytrigiaelongate)[8]、披堿草屬(Elymus)[9]、沙棘屬(Hippophae)[10]等植物抗旱性研究中已成功應(yīng)用。目前，有關(guān)藏沙蒿的研究主要集中于資源調(diào)查[1]、營(yíng)養(yǎng)成分分析[11]和與其它植物的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)[12]等方面，對(duì)藏沙蒿苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)還未見報(bào)道。苗期作為植物對(duì)水分變化最敏感的時(shí)期，對(duì)于鑒定植物的抗旱能力具有時(shí)間短、結(jié)果準(zhǔn)確、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在植物抗旱性評(píng)價(jià)中應(yīng)用廣泛[8]。基于此，本研究以采自西藏地區(qū)不同生境的藏沙蒿種質(zhì)材料為研究對(duì)象，采用盆栽控水法，對(duì)13份材料的11個(gè)抗旱指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選抗旱型和干旱敏感型種質(zhì)材料，以期為藏沙蒿種質(zhì)資源作為生態(tài)草在青藏高原的合理開發(fā)利用提供有效策略。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試藏沙蒿種質(zhì)材料共13份(表1)，由西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院研究所協(xié)助采集藏沙蒿成熟種子，室溫保存在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室。

表1 藏沙蒿種質(zhì)資源表

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院生長(zhǎng)室內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽控水法。

將13份籽粒飽滿均勻無缺損的藏沙蒿種子均勻撒播于裝有等量經(jīng)高溫滅菌的蛭石、沙子和營(yíng)養(yǎng)土(1∶1∶2混合)的塑料花盆(底徑11.4 cm、口徑21 cm、深12 cm)中，用環(huán)刀法測(cè)得土壤田間持水量為29.6%，每盆裝基質(zhì)1.6 kg，置于人工智能溫室中發(fā)芽。待藏沙蒿幼苗真葉長(zhǎng)出2片后間苗，每盆根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)留長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗，每盆20株。溫室溫度為(25±2)℃，光照16 h，黑暗8 h，光強(qiáng)2 000 lx，相對(duì)濕度60%?？厮荻葏⒖祭钏豙13]對(duì)干旱脅迫生理響應(yīng)的水分梯度劃分方法并根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)3個(gè)土壤水分脅迫處理(表2)，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

表2 干旱脅迫試驗(yàn)處理

待盆內(nèi)藏沙蒿幼苗生長(zhǎng)90 d后，進(jìn)行干旱脅迫處理。試驗(yàn)前3 d對(duì)所有植株進(jìn)行連續(xù)澆水處理，使每盆土壤處于飽和含水狀態(tài)，CK每2 d補(bǔ)充定量水分至田間最大持水量的70%～80%，干旱處理自試驗(yàn)開始后不再澆水，待土壤水分自然消耗至設(shè)定的土壤含水量時(shí)，采用稱重補(bǔ)水法進(jìn)行控水，使各處理含水量維持在設(shè)定范圍內(nèi)。各處理在干旱脅迫30 d后將植株地上部分混合取樣，每個(gè)處理3次生物學(xué)重復(fù)，測(cè)定各指標(biāo)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

根冠比(Root shoot ratio，Rsr)和生物量(Biomass，Bio)采用烘干稱重法測(cè)定；離體葉片失水速率(Rate of water loss of detached leaves，RWL)采用稱重法測(cè)定[14]；相對(duì)電導(dǎo)率(Relative conductivity，REC)采用電導(dǎo)率儀測(cè)定[15]；丙二醛(Malondialdehyde，MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[16]；過氧化物酶(Peroxidase，POD)采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[16]；超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)采用氮藍(lán)四唑還原法測(cè)定[16]；過氧化氫酶(Catalase，CAT)采用高猛酸鉀滴定法測(cè)定[16]；可溶性糖含量(Soluble sugar，SS)采用蒽酮法測(cè)定[17]；可溶性蛋白含量(Soluble protein，SP)采用考馬斯亮藍(lán)G-250測(cè)定[17]；脯氨酸含量(Proline，Pro)采用茚三酮比色法測(cè)定[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2 010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析?？购敌灾笜?biāo)篩選采用Speorman相關(guān)性分析和主成分分析(PCA)，Origin 2 021軟件作圖。

1.4.1抗旱性指標(biāo)篩選 對(duì)測(cè)定指標(biāo)分別進(jìn)行單項(xiàng)指標(biāo)抗旱系數(shù)值(DC)計(jì)算，公式如下：

抗旱系數(shù)[18]：

(1)

式中：Tj表示干旱處理j指標(biāo)測(cè)定值的平均值；CKj表示對(duì)照處理j指標(biāo)測(cè)定值的平均值；n為測(cè)定指標(biāo)數(shù)，n=11

計(jì)算后得到的重度干旱脅迫下DC值用于主成分分析，通過主成分計(jì)算各綜合指標(biāo)因子權(quán)重系數(shù)(Wj)，公式如下：

各指標(biāo)權(quán)重[19]：

(2)

式中：Wj表示第j個(gè)指標(biāo)在所有指標(biāo)中的重要程度即權(quán)重，Vj表示經(jīng)主成分分析所得各材料第j個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

1.4.2抗旱性綜合評(píng)價(jià) 抗旱性綜合評(píng)價(jià)采用賦予權(quán)重法[19]。

藏沙蒿材料綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值：

(3)

式中，X為藏沙蒿種質(zhì)材料重度干旱脅迫下某一綜合指標(biāo)值，Xmax和Xmin分別為綜合指標(biāo)的最大值及最小值。

抗旱性綜合評(píng)價(jià)值：

(4)

式中：D值為干旱脅迫下各指標(biāo)評(píng)價(jià)所得的抗旱性綜合評(píng)價(jià)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料生物量和根冠比的影響

干旱脅迫使藏沙蒿種質(zhì)材料總生物量均呈不同程度的下降趨勢(shì)(圖1a)。CK處理下，13份藏沙蒿材料的平均單株生物量為0.17 g。中度干旱脅迫下，5號(hào)材料總生物量與其余各材料差異顯著(P<0.05)。與CK相比，8號(hào)材料的總生物量降幅比其它材料更大(17.77%)，1，2和13號(hào)材料降幅度較其它材料小，其中1號(hào)材料降幅最小為4.09%。重度干旱脅迫下，各材料總生物量減少49.58%～88.76%。不同材料根冠比隨干旱脅迫程度的增加持續(xù)增大(圖1b)。13份藏沙蒿材料的根冠比范圍為0.15～0.38。中度干旱脅迫下，13，4和11號(hào)材料較CK分別增加了45.14%，32.47%和29.22%，5號(hào)材料增幅最少(2.49%)。重度干旱脅迫下，5號(hào)材料增幅最大為160.13%，與其余各材料差異顯著(P<0.05)，13和1材料次之，較對(duì)照分別增加了79.39%和72.85%(P<0.05)，8號(hào)材料增幅最小，為18.50%。

圖1 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料生物量和根冠比的影響

2.2 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料離體葉片失水速率(Rate of water loss of detached leaves，RWL)的影響

13份藏沙蒿材料在不同程度干旱脅迫下的RWL差異性不一致(圖2)。CK和中度條件下，8號(hào)材料離體葉片失水速率最高，分別為2.41 mg·h-1和1.75 mg·h-1，5號(hào)材料最低，分別為1.17 mg·h-1和0.83 mg·h-1；隨著干旱脅迫的加劇，離體葉片失水速率逐漸降低，重度干旱脅迫下，失水速率排序?yàn)椋?>3>8>6>1>9>10>12>11>5>13>7>2。在整個(gè)失水過程中，2，5和11號(hào)材料離體葉片失水速率較其它材料低，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗脫水能力。

圖2 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料離體葉片失水速率的影響

2.3 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料相對(duì)電導(dǎo)率(Relative conductivity，REC)和丙二醛(Malondialdehyde，MDA)含量的影響

干旱脅迫下，13份藏沙蒿材料的REC和MDA含量均較CK有所升高，并隨干旱程度的增大呈上升趨勢(shì)(圖3a，3b)。中度干旱脅迫下，REC含量5號(hào)和13號(hào)材料與4號(hào)和6號(hào)材料差異不顯著，與其余各材料差異顯著(P<0.05)，11號(hào)材料植物細(xì)胞內(nèi)MDA含量與其它各材料差異顯著(P<0.05)。其中，11號(hào)材料的REC最大，12號(hào)材料的MDA含量最高且增幅最大為121.40%；隨著干旱程度增大到重度時(shí)，材料間的差距進(jìn)一步增大。所有材料中，13號(hào)材料的REC較CK升高294.53%，4號(hào)材料較CK升高41.57%，可見脅迫對(duì)13號(hào)材料細(xì)胞膜的傷害最大，對(duì)4號(hào)材料的傷害不顯著，7號(hào)材料的MDA含量高于其它材料，但增幅小于11號(hào)材料，13號(hào)材料最小為46.58%，由此可見，干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致各藏沙蒿材料不同程度地積累MDA，對(duì)13號(hào)材料MDA的積累則沒有明顯促進(jìn)作用。

圖3 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量的影響

2.4 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

干旱脅迫下，13份藏沙蒿材料的抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)呈現(xiàn)一定程度的變化。POD，SOD活性和Pro，SS含量均增加(圖4a，4b，4d，4e)，說明干旱脅迫在一定程度上造成藏沙蒿細(xì)胞膜脂過氧化及細(xì)胞液滲透壓過大。中度干旱脅迫下，9號(hào)材料的POD活性最高且增幅最大(113.23%)，與其余各材料差異顯著(P<0.05)，3號(hào)材料的SOD活性和SS含量最高，10號(hào)材料的Pro含量最高；隨著干旱脅迫程度的進(jìn)一步加劇，與各自的CK相比，13份種質(zhì)的POD，SOD活性和Pro，SS含量均顯著增加。在所有材料中，8號(hào)材料POD酶活性增幅最大(344.36%)，3，4和11號(hào)材料SS含量顯著高于其它材料，較CK分別增加16.01，17.75和21.10倍，9號(hào)材料增幅最小為2.84倍。11號(hào)材料的SOD酶活性和Pro含量增幅最大(379.78%，24.42倍)。CAT和SP含量不同材料之間存在差異性，5號(hào)材料在重度干旱脅迫下CAT酶活性較CK有所下降(61.72%)，其余材料CAT酶活性均較CK有所升高，其中3號(hào)材料增幅最大為322.94%(圖4c)，SP含量，5，7和8號(hào)材料在中度干旱脅迫下先增加，隨干旱程度進(jìn)一步增加，SP含量又下降，12和13號(hào)材料則一直呈下降趨勢(shì)(4f)，可見5，7，8，12和13號(hào)材料對(duì)干旱脅迫的膜系統(tǒng)抗氧化能力和細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)能力弱于其它藏沙蒿材料。

圖4 干旱脅迫對(duì)藏沙蒿種質(zhì)材料抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

2.5 藏沙蒿種質(zhì)材料各指標(biāo)相關(guān)性分析

對(duì)13份藏沙蒿種質(zhì)材料的11項(xiàng)指標(biāo)在3個(gè)不同程度干旱脅迫下的測(cè)定值均賦相同權(quán)重1，進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析(圖5)。結(jié)果表明，MDA與Pro和POD，CAT與SP和Rsr，SOD與REC和RWL呈顯著相關(guān)(P<0.05)，其中MDA和POD呈正相關(guān)且相關(guān)系數(shù)最大為0.69，MDA與Pro，CAT與Rsr，SOD與REC以及RWL均呈負(fù)相關(guān)。REC和POD相關(guān)系數(shù)為0.76，相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。從相關(guān)性分析可知，各指標(biāo)耐旱信息有重疊，需要進(jìn)一步對(duì)11項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析以確保評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

圖5 干旱脅迫下13份藏沙蒿材料各指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)

2.6 藏沙蒿各種質(zhì)材料單項(xiàng)指標(biāo)的主成分分析

對(duì)13份藏沙蒿種質(zhì)材料的11項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析(表3)，前5個(gè)成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到86.341%，具有較好的代表性，可作為藏沙蒿苗期抗旱性評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)。第一個(gè)主成分中載荷較大的是POD和CAT，載荷數(shù)分別為0.765和0.820，其特征向量反映了干旱脅迫下藏沙蒿幼苗的抗氧化酶活性，其活性越高，藏沙蒿受到的損害就越小。第二個(gè)主成分中載荷最大的是Rsr和RWL，載荷數(shù)為0.586和0.739，主要反映了藏沙蒿幼苗的生長(zhǎng)特性和水分利用狀況，因此Rsr和RWL是評(píng)價(jià)藏沙蒿抗旱性的兩個(gè)重要指標(biāo)。第三個(gè)主成分對(duì)應(yīng)特征向量中載荷最大的是MDA和SP，載荷數(shù)為0.842和0.674，第四個(gè)主成分對(duì)應(yīng)特征向量中載荷最大的是REC和SS，載荷數(shù)為0.520和0.595。第三和第四主成分的特征向量反映了藏沙蒿幼苗的細(xì)胞膜損傷程度、質(zhì)膜相對(duì)透性和滲透調(diào)節(jié)特性。說明藏沙蒿幼苗的抗旱性與細(xì)胞膜損傷程度、質(zhì)膜相對(duì)透性和滲透調(diào)節(jié)特性密切相關(guān)。第五個(gè)主成分對(duì)應(yīng)特征向量中載荷最大的是Pro和SOD，載荷數(shù)為0.511和0.330，主要反映了干旱脅迫下藏沙蒿幼苗的滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化酶活性。綜合來看，藏沙蒿的生長(zhǎng)特性、水分利用狀況、質(zhì)膜相對(duì)透性、抗氧化酶活性以及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可作為藏沙蒿苗期抗旱性評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)。

表3 各因子載荷矩陣及貢獻(xiàn)率

2.7 藏沙蒿各種質(zhì)材料抗旱性綜合評(píng)價(jià)

采用主成分分析和隸屬函數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)藏沙蒿材料抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。首先根據(jù)1.4.1中的公式(2)計(jì)算出5個(gè)綜合指標(biāo)因子的權(quán)重系數(shù)()分別為0.348，0.251，0.192，0.133和0.096。再依據(jù)1.4.2中的公式(3)計(jì)算各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值μ(x)(表4)，最后依據(jù)公式(4)計(jì)算抗旱性綜合評(píng)價(jià)值(D)，從表5可知，13份藏沙蒿材料抗旱性排序?yàn)椋?1>10>3>4>5>12>9>8>7>13>2>1>6。

表4 13 份藏沙蒿材料苗期各綜合指標(biāo)值、權(quán)重、隸屬函數(shù)值、D值及綜合評(píng)價(jià)

2.8 藏沙蒿苗期抗旱性聚類分析

對(duì)供試藏沙蒿材料的抗旱性綜合評(píng)價(jià)值D進(jìn)行系統(tǒng)聚類，在歐氏距離為0.25時(shí)，可將13份藏沙蒿材料分為4個(gè)抗旱類型(圖6)，第一類為強(qiáng)抗旱型(0.703≤D≤0.761)，包括3，10和11號(hào)材料，第二類為中度抗旱型(0.455≤D≤0.534)，包括4，5，8，9和12號(hào)材料，占總數(shù)的38.46%。第三類為弱抗旱型材料(0.345≤D≤0.413)，包括1，2，7和13號(hào)材料，占總數(shù)的30.77%。第四類6號(hào)材料單為一類，為抗旱敏感型材料，其抗旱性綜合評(píng)價(jià)值D為0.249。

圖6 13份藏沙蒿材料苗期抗旱性聚類分析

3 討論

植物的干旱適應(yīng)能力與其地上/地下生物量的分配密切相關(guān)[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著干旱脅迫程度的增加，各材料總生物量降低，根冠比增加，說明藏沙蒿通過降低地上部分營(yíng)養(yǎng)分配比重，增加地下部分的營(yíng)養(yǎng)分配比重來應(yīng)對(duì)干旱。就不同種質(zhì)而言，在中度干旱脅迫下，5號(hào)材料根冠比增幅最少，但隨著干旱程度的進(jìn)一步增強(qiáng)，在重度干旱脅迫下，其根冠比增幅達(dá)到最大且與各材料差異顯著，說明在干旱環(huán)境中，5號(hào)材料對(duì)干旱的適應(yīng)性更強(qiáng)。離體葉片失水速率是反映植物葉片原生質(zhì)抗脫水能力的重要指標(biāo)[22-23]，一般認(rèn)為，抗旱性強(qiáng)的植物其葉片能夠維持較低的離體葉片失水速率[24]。不同藏沙蒿材料離體葉片失水速率不一致，說明其葉片抗脫水能力存在差異。在整個(gè)干旱脅迫過程中，11號(hào)材料離體葉片失水速率較低，2號(hào)和7號(hào)材料在中度干旱脅迫下能夠維持較低的離體葉片失水速率，但在重度干旱脅迫下其離體葉片失水速率降幅很大，這有可能是土壤水分虧缺超出了植物葉片水分調(diào)節(jié)能力的限度，與最終抗旱性綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果一致，說明植物的抗旱性與水分狀況密切相關(guān)，且主成分分析中離體葉片失水速率載荷數(shù)較大并為第二主成分，表明RWL是反應(yīng)植物抗旱性的重要指標(biāo)。

本研究中，干旱脅迫使供試藏沙蒿材料的REC及MDA含量均增大。而在4號(hào)和5號(hào)材料中，干旱對(duì)REC的影響較小，對(duì)6，9，12和13號(hào)材料的REC的影響較大，說明4號(hào)和5號(hào)材料的細(xì)胞膜損傷輕微，6，9，12和13號(hào)材料細(xì)胞膜的膜脂過氧化程度較重。當(dāng)植物遭受干旱脅迫時(shí)，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧自由基，引起氧化脅迫，使細(xì)胞膜透性增大[25]。植物細(xì)胞膜透性以及損害程度可由相對(duì)電導(dǎo)率反映[26]，而細(xì)胞膜透性損害會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外滲，進(jìn)一步引起丙二醛含量增加。干旱脅迫顯著增加了5，7，8，11和12號(hào)材料MDA含量，而對(duì)13號(hào)材料影響較小，因此，對(duì)13號(hào)材料來說，苗期干旱脅迫的膜脂過氧化程度較輕。這與樊仙等[27]對(duì)甘蔗研究以及王平等[9]對(duì)披堿草屬牧草的研究結(jié)果一致。在長(zhǎng)期干旱脅迫條件下，活性氧(ROS)產(chǎn)生過多并造成氧化損傷，為了避免自身受到傷害，體內(nèi)的抗氧化酶POD、CAT與SOD協(xié)同作用使活性氧維持在較低水平[28]。本研究發(fā)現(xiàn)SOD和POD酶活性與干旱脅迫程度表現(xiàn)為正相關(guān)，這與鄒苗等研究結(jié)果一致[29]；而白旭瑞[30]研究小麥的POD呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)，可能是小麥各酶活性對(duì)干旱的表達(dá)時(shí)期有所不同。也有研究表明隨著脅迫程度的增大，SOD，POD和CAT酶活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，可能是干旱脅迫程度超過了植物的耐受范圍[31]。本研究中，干旱脅迫初期，所有材料的抗氧化酶活性均升高，但與之不同的是，隨著干旱脅迫程度的加劇，5號(hào)材料CAT酶活性較CK有所下降，表明5號(hào)材料對(duì)干旱脅迫的膜系統(tǒng)抗氧化能力弱于其它材料。本研究中，干旱脅迫改變了供試藏沙蒿材料的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，SS和Pro較CK均上升，SP含量不同材料存在差異性，說明藏沙蒿可以通過增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來提高應(yīng)對(duì)干旱的能力，這與對(duì)燕麥和栓皮櫟等研究結(jié)果一致[31，32]。SS，SP和Pro為植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[33]，植物在干旱脅迫下主動(dòng)積累細(xì)胞溶質(zhì)，使?jié)B透勢(shì)降低，從而提高細(xì)胞保水力，保持細(xì)胞膨壓，保證正常生長(zhǎng)[34]。干旱脅迫導(dǎo)致藏沙蒿幼苗SS和Pro含量增加，3號(hào)和10號(hào)材料SS和Pro含量都有較大的增加，另外，5，7和8號(hào)材料SP含量在中度干旱脅迫下先增加，隨干旱程度進(jìn)一步增加，SP含量又下降，12和13號(hào)材料SP含量隨干旱脅迫程度的增加呈下降趨勢(shì)。這表明3號(hào)和10號(hào)材料滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于其它材料，5，7，8，12和13號(hào)材料的滲透調(diào)節(jié)能力弱于其它材料。藏沙蒿葉片中SOD，POD以及SS和Pro含量的增加，以去除超氧化物自由基并調(diào)控干旱脅迫條件下膜脂質(zhì)過氧化的水平，這也是藏沙蒿對(duì)水分虧缺的一種適應(yīng)策略。

植物的抗旱性是由多種基因控制的且相互作用而形成的復(fù)雜的綜合性狀。不同植物對(duì)干旱的適應(yīng)方式不同，以單一指標(biāo)評(píng)價(jià)植物抗旱性具有一定局限性，不能準(zhǔn)確反映其真實(shí)抗旱能力，應(yīng)用多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[35]。但是，鑒定植物抗旱性的生理指標(biāo)較多，且不同指標(biāo)之間存在一定相關(guān)性。隸屬函數(shù)法采用多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但由于不同指標(biāo)之間存在相關(guān)性，致使耐旱信息有重疊。主成分分析將多個(gè)指標(biāo)整合成幾個(gè)較少的綜合指標(biāo)且這些綜合指標(biāo)之間不存在相關(guān)性，可以從原有的多個(gè)與植物抗旱性相關(guān)的指標(biāo)中反映出整體的信息，也有采用多個(gè)抗旱生理指標(biāo)、多種評(píng)價(jià)方法綜合評(píng)價(jià)植物的抗旱性研究[19，36-37]。本研究在此基礎(chǔ)上通過主成分分析法將13份藏沙蒿材料各單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)轉(zhuǎn)換成5個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，隸屬函數(shù)法計(jì)算各綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值μ(x)，進(jìn)一步結(jié)合權(quán)重計(jì)算抗旱性綜合評(píng)價(jià)值(D)鑒定其抗旱性，增強(qiáng)了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

通過主成分分析和隸屬函數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)干旱脅迫下13份藏沙蒿幼苗種質(zhì)材料的11個(gè)與抗旱相關(guān)的生長(zhǎng)和生理指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)抗旱性綜合評(píng)價(jià)值(D)對(duì)13份藏沙蒿材料幼苗的抗旱性由強(qiáng)到弱進(jìn)行排序,結(jié)果為11>10>3>4>5>12>9>8>7>13>2>1>6。運(yùn)用聚類分析法對(duì)13份藏沙蒿材料的D值進(jìn)行聚類分析，可將供試材料抗旱性劃分為 4個(gè)類型，包括強(qiáng)抗旱型3份材料，中度抗旱型5份材料，弱抗旱型 4份材料和抗旱敏感型材料1份。建議11，10和3號(hào)藏沙蒿材料作為西藏高寒荒漠草地生態(tài)恢復(fù)和育種研究的首選材料。