水分胁迫对砂梨幼苗形态及生理指标的影响

王贵元，罗雁芳 (长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

田 瑞 (湖北省农业科学院果树茶叶研究所，湖北 武汉 430064)

水分胁迫对砂梨幼苗形态及生理指标的影响

王贵元，罗雁芳
(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

田 瑞
(湖北省农业科学院果树茶叶研究所，湖北 武汉 430064)

以杏花大银梨、惠阳酸梨、横县灵山梨和横县浸泡梨4个砂梨(Pyruspyrifolia)品种实生苗为材料，人工模拟干旱和水涝处理，研究了水分胁迫对梨幼苗形态和部分生理指标的影响。结果表明，惠阳酸梨的叶绿素含量变化率和其他3个品种之间差异显著，而杏花大银梨、横县灵山梨、横县浸泡梨之间差异不显著；各个品种间脯氨酸的变化率差异性显著。在干旱30 d后惠阳酸梨、横县浸泡梨死亡率分别达到10.00%、78.60%；旱情指数分别为15.56%、71.31%；在淹水20 d后红叶率分别达到15.27%、12.23%。惠阳酸梨的气生根数量多、分布范围最广，横县浸泡梨的气生根数量极少、分布窄。综合来看，惠阳酸梨的抗旱抗涝性最强，杏花大银梨较强，横县灵山梨较弱，横县浸泡梨最弱。

砂梨(Pyruspyrifolia)；幼苗；干旱；水涝

梨是蔷薇科苹果亚科梨属植物，为乔木落叶果树，其中砂梨(Pyruspyrifolia)原产于长江流域及以南地区，果肉白、水分多，果质细嫩、味甜爽口。与白梨和秋子梨相比，砂梨具早果性，生长势较旺，喜高温高湿环境[1]。我国是梨属植物的原产地之一，资源非常丰富，但大多栽培于丘陵、山地、河滩沙地，易受到旱涝逆境胁迫的影响。本研究旨在发掘筛选抗水分胁迫强的砂梨种质资源，为砂梨树高产稳产提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以砂梨种的杏花大银梨、惠阳酸梨、横县灵山梨 、横县浸泡梨4个品种实生苗为材料。

2008年1月17日将沙藏的种子播种在湖北省农业科学院砂梨圃大田中，2008年月3月27日选生长一致、展开3～4片真叶的植株进行移栽，试验用盆为塑料盆(上口径50 cm，下口径30 cm，高26 cm)，盆土为园中轻黏土。施入适量的上海产复合肥(N∶P2O5∶K2O为36∶22∶18)，加强苗木管理。

1.2 试验设计

采用随机区组设计，4个品种，2个处理指标(干旱和涝渍)，3次重复，每个重复1盆，每盆5棵植株，共120棵植株。人工模拟干旱和水涝处理。

(1)抗旱性试验 2008年6月19日将材料灌水至田间最大持水量，置于防雨棚让其自然干旱。每天观察植株的受害情况以及出现的时间。其中植株地上部分对干旱的敏感性分级标准：1级—植株叶片轻度萎蔫；2级—植株叶片中度萎蔫；3级—植株叶片严重萎蔫；4级—植株叶片部分脱落；5级—植株叶片全部脱落。再计算各个品种的旱害指数及死苗率。此外在干旱处理前，处理后10 d、20 d上午9：00～10：00之间从植株的顶部起第3个枝条开始取2～3片生长正常、无病虫害的嫩叶，分别测定其叶绿素和脯氨酸的含量。

(2)抗涝性试验 2008年6月19日开始涝渍模拟。挖7 m ×1 m ×0.15 m的水槽，底部和4个侧面用厚塑料薄膜隔开，以防漏水。将盆栽试材放入后浇水，并保持水淹状态，淹水深度0.1 m。处理后15 d、30 d记录涝害条件下砂梨幼苗的红叶数，每天观察气生根出现的时间及其分布情况。处理后10 d、20 d上午9：00～10：00之间从植株的顶部第3个枝条开始取2～3片生长正常，无病虫害的嫩叶，测定其叶绿素的含量。

1.3 指标测定与计算

叶绿素的含量采用光合色素浸提法[2]，脯氨酸的含量采用Bete法[3]。

旱情指数(%)=[∑(旱害株数×该级代表值)/株数×最高一级代表值]×100；

死苗率(%)=[枯死株树/调查的总株数]×100。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS统计分析软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种砂梨的抗旱性比较

表1 不同品种砂梨的抗旱性鉴定结果Table 1 The results of resistance to drought of the different pear species

注：(1)抗旱性评价：1级(极强)——旱情指数lt;30；2级(强)——旱情指数30～50 ；3级(中)——旱情指旱数51～61 ；4级(弱)——旱情指数61～70 ；5级(极弱)——旱情指数71～100。(2)表中同列数据后不同小写字母代表5%显著水平，不同大写字母代表1%显著水平，表2～5同。

(1)不同品种砂梨幼苗的死苗率及抗旱性评价 从表1可以看出，处理后10 d和30 d，幼苗的死苗率除杏花大银梨和惠阳酸梨之间差异不显著外，其他3个品种的差异性显著。持续干旱10 d各品种即表现旱害症状，并且随干旱时间和程度的增加，植株的旱害逐渐加重，死苗率上升。连续20 d的干旱后，横县灵山梨、横县浸泡梨死苗率较高，分别达45.60%和50.50%。而且植株的叶片形态上也表现出对干旱的敏感性，旱情指数分别为54.54%和71.30%。表明这2个品种对干旱较敏感，耐旱性较弱。与此相反，杏花大银梨和惠阳酸梨的死苗率不超过30%，叶片表现的旱情指数不超过40%，表明这2个品种对短期的耐旱性较强。其中惠阳酸梨抗旱性最强，杏花大银梨次之，横县灵山梨居中，横县浸泡梨最弱。

表2 不同品种砂梨干旱后叶绿素含量的变化Table 2 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after drought

表3 不同砂梨品种干旱后脯氨酸含量的变化Table 3 The variances of proline concentrationamong different varieties after drought

(2)不同品种砂梨幼苗叶绿素和脯氨酸含量的变化比较 从表2可以看出，干旱处理10 d后植株的叶绿素含量明显下降，20 d后下降速度趋于平缓。处理10 d后横县浸泡梨的叶绿素含量变化率最大，为65.83%；惠阳酸梨的变化率最小，为31.42%。方差分析表明，在处理10 d、20 d后，除横县灵山梨和横县浸泡梨叶绿素变化量差异性不显著外，其余2品种与这2个品种间差异性极显著。

由表3可见，经过10 d、20 d的干旱处理后，各处理植株叶片脯氨酸的含量成倍增加。其中横县灵山变化率最小，抗旱性最弱；惠阳酸梨最大，而抗旱性最强，这与前人的研究结果相近[5]。方差分析表明，处理10 d、20 d后，除杏花大银梨和横县灵山梨之间脯氨酸变化率差异性不显著外，各个品种差异性显著；且惠阳酸梨与杏花大银梨、横县灵山梨和横县浸泡梨差异性极显著。

2.2 不同品种砂梨的抗涝性比较

表4 水涝对砂梨幼苗部分形态的影响Table 4 Effect of water logging on morphology of pear seedlings

表5 不同品种砂梨水涝后叶绿素含量的变化Table 5 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after water

气生根的数量和分布范围与梨抗涝性成正相关，红叶率也与抗涝性成正相关[6]。从表4可以看出，水涝30 d后，惠阳酸梨的气生根数量最多、分布最广，红叶率最高；杏花大银梨气生根数量中等，分布较广，红叶率较高；横县灵山梨气生根数量较少、分布窄，红叶率较低；横县浸泡梨几乎没有气生根，红叶率最低。经方差分析表明，水涝处理15 d后，红叶率在15.40%～27.30%之间变化。其中惠阳酸梨、杏花大银梨、横县浸泡梨之间红叶率差异性显著，横县灵山梨与杏花大银梨，横县浸泡梨之间差异性不显著。水涝处理30 d后，红叶率在20.10%～37.30%之间变动。除杏花大银梨和惠阳酸梨差异性不显著外，各个品种差异性显著。

由表5可见，经水涝处理后，叶绿素含量明显下降，其中惠阳酸梨叶绿素的变化率最小，横县浸泡梨的最大。水涝处理10 d、20 d后叶绿素变化率的范围分别是-30.6%～-66.0%和-51.0%～-72.2%，其中惠阳酸梨与杏花大银梨，横县灵山梨，横县浸泡梨之间叶绿素变化率差异性显著，杏花大银梨与横县灵山梨差异性不显著。综合表4和表5的数据及方差分析结果，4个砂梨品种的抗涝性依次为：惠阳酸梨gt;杏花大银梨gt;横县灵山梨gt;横县浸泡梨。

3 小结与讨论

3.1 干旱和涝渍对砂梨幼苗生理的影响

本研究结果表明，在干旱和水涝条件下，4个砂梨品种中惠阳酸梨的抗性最强，其叶绿素的减少量最少，而脯氨酸的增加量最多；与此相反，横县浸泡梨的抗性最弱，叶绿素减少量最多，脯氨酸的增加量最少。干旱和涝渍使梨树叶绿素含量下降，主要是因为水分胁迫对光合色素有显著影响，造成叶绿素分解和类胡萝卜含量减少，从而使植株光合效率下降，抗逆性越强叶绿素含量下降地越慢[7]。虽然前面已有研究表明，叶绿素含量变化与果树的抗逆性不相关，但叶绿素含量的变化在鉴定砂梨树抗逆性方面仍是一个重要的指标[8]。此外在干旱和涝渍胁迫下，脯氨酸的含量急剧增加。这主要是因为水分胁迫下砂梨树积累大量游离脯氨酸，是植物对水分胁迫的一种适应。

3.2 干旱和涝渍对砂梨幼苗形态的影响

从砂梨的形态方面研究得出，惠阳酸梨的旱情指数和死苗率最低，其抗旱性最强，在水涝条件下，气生根的数量最多，分布范围广，红叶率也高，其抗涝性最强；而横县浸泡梨出现旱害症状最早，旱害指数最高，抗旱性最弱；气生根和红叶几乎没有，其抗涝性最弱。

死苗率反映了植株在遭受干旱后的死亡比例，不能及时反映干旱过程中植株的旱害表现，只是在一定程度上反映植株的抗旱力，所以只能用来辅助对砂梨幼苗的抗旱性鉴定。而旱情指数则是反映整个干旱胁迫过程的忍受能力和抵抗能力，能够全面地反映植株的抗旱力，因此旱害指数是砂梨抗旱性鉴定的一个重要指标[9]。此外，对植株的根茎叶进行解剖观察，结合砂梨幼苗形态变化来确定植株的抗性强弱更有说服力[10]。对于水涝处理，主要是观察植株的红叶数及其气生根的数量和分布情况。有研究表明，梨的气生根数量和分布情况与梨的抗涝性成正相关[11]，本研究结果也证实了这一点。综上所述，建议对惠阳酸梨进行进一步的田间水分胁迫鉴定，以便为生产应用提供依据。

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[10]陈长兰，龚 兴，贾敬贤．梨树野生砧木的抗涝性鉴定初报[J]．中国种业，1996，(4)：30～31．

2010-04-28

王贵元(1978-)，男，湖北荆门人，农学博士，副教授，主要从事果树生理研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2010.03.003

Q945.78；S661.2

A

1673-1409(2010)03-S006-03