乌桕幼苗耐旱性研究

陈景震， 李培旺， 张良波， 李昌珠， 皮 兵

(湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

乌桕幼苗耐旱性研究

陈景震， 李培旺， 张良波， 李昌珠， 皮 兵

(湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

采用PEG6000模拟干旱胁迫和自然干旱胁迫两种方法，通过测定土壤含水量、叶片电导率、叶片丙二醛含量等指标，分析比较不同品种乌桕幼苗在干旱胁迫下的生理生化变化及耐旱性。结果表明：乌桕幼苗优13和优24耐旱性较强，优23子代幼苗耐旱性最弱。PEG6000模拟干旱胁迫与自然干旱胁迫试验结果基本一致，可以在一定程度上反映正常的干旱胁迫。

PEG6000模拟干旱； 自然干旱； 丙二醛含量； 电导率； 土壤含水量； 乌桕幼苗

乌桕(Sapiumsebiferum)是大戟科乌桕属落叶乔木，广泛应用于园林绿化中，集观形、观色叶、观果于一体，具有极高的观赏价值[1]，同时又是重要的工业油料树种。目前关于乌桕的研究主要集中在油脂加工利用[2-3]和栽培育种[4-5]方面，但缺乏乌桕耐旱机理及生理生化方面的研究。金雅琴[6]、蔡金峰[7]、张翠[8]等分别对乌桕进行了盐胁迫、水涝胁迫和光合特性的研究，在干旱胁迫方面，对于不同品种的乌桕幼苗的耐旱性研究尚未见报道。我们采用PEG6000模拟干旱胁迫和自然干旱胁迫两种方法，分析不同品种乌桕幼苗在干旱胁迫下的生理生化变化，以期选择耐旱品种，为耐旱优株或品系的选育、野生种的引种栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1试验材料

试验材料为2011年当年生乌桕幼苗。2010年11月于湖南桑植、道县，江苏南京和广东韶关等地采集优树种子，通过分析选择6种含油率较高的乌桕种子育苗作为试验材料。其中乌桕幼苗优6和优12选自桑植，优13选自江苏南京，优21、优23和优24来自广东韶关。

1.2试验方法

1.2.1 干旱处理 每个乌桕品种选取36株生长良好、长势一致的幼苗进行PEG6000模拟水分干旱胁迫试验并处理2d。同时每个品种选取30株乌桕幼苗进行自然干旱胁迫试验。

PEG6000模拟水分干旱胁迫试验采用随机区组设计，共设计4个处理(见表1)，3个重复，每个重复3株幼苗；自然干旱胁迫试验采用单因素处理方法，即停止浇水，每隔2d测1次数据；对照采用正常方式每隔2d浇水1次。

表1 PEG6000处理浓度和自然干旱处理梯度Tab.1 TreatmentconcentrationofPEG6000andnaturaldrought处理PEG6000胁迫自然干旱对照对照轻度干旱(g/L)中度干旱(g/L)重度干旱(g/L)干旱(d)正常浇水处理梯度0(水)501001502,4,6,8每2d浇水1次

1.2.2 指标测定 土壤含水量测定采用重量差比法；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法测定；叶片电导率采用雷兹DDS-307电导率仪测定[9]；光合速率、气孔导度利用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测定系统，用红蓝光源测定连体叶片瞬时指标[10]。

2 结果与分析

2.1水分胁迫对土壤相对含水量的影响

在自然干旱状态下，随着干旱梯度的加剧，乌桕幼苗土壤相对含水量(干旱N天试验组土壤含水量/对照组土壤含水量)呈现下降趋势。前期土壤相对含水量无明显差异，后期土壤相对含水量差异明显(见图1)，由此可推断，耐旱性表现：优12>优13>优24>优6>优21>优23。

在PEG6000模拟干旱胁迫试验中，由于采用浇灌土壤的方式，吸收PEG的首要部分是根，经过根的吸收运输到达茎和叶，因此，相比较地上部分，地下部分的渗透失水更严重。从图2可知，不同PEG6000浓度下，乌桕幼苗地下/地上鲜重比值大小，无论是低浓度渗透还是高浓度渗透，优13和优24号都表现出与对照相接近的数值，表现出较强的抗逆性。

图1 自然干旱胁迫下土壤相对含水量的变化Fig.1 The change of soil water content under natural drought stress

图2 PEG6000模拟干旱胁迫下乌桕幼苗地下/地上鲜重的变化Fig.2 The change of underground to ground fresh weight of Sapium seedlings under PEG6000 simulated drought stress

2.2水分胁迫对幼苗叶片相对电导率的影响

自然干旱状态下，随着干旱梯度的加深，乌桕幼苗叶片相对电导率呈现上升的趋势(见图3)，优24表现最突出，优12和优13号叶片相对电导率最小，由此可推断：优12和优13号表现出良好的耐旱性，而优24号随着干旱梯度的加剧，质膜受伤害程度较大。

在PEG6000模拟干旱状态下，随着干旱梯度的加深，优24一直表现很稳定，其叶片相对电导率在不同PEG6000处理浓度下与CK相比没有太大浮动，同时优12、优13和优21也表现出很好的稳定性(见图4)。因此，在PEG6000模拟干旱胁迫下，优12、优13、优21、优24均表现出良好的抗旱性。

图3 自然干旱胁迫下叶片相对电导率的变化Fig.3 The change of relative conductivity under natural drought stress

图4 PEG6000模拟干旱胁迫下叶片相对电导率的变化Fig.4 The change of relative conductivity under PEG6000 simulated drought stress

2.3水分胁迫对幼苗叶片丙二醛含量的影响

在自然干旱胁迫下，随着干旱梯度的加剧，乌桕幼苗叶片丙二醛含量呈现基本一致的上升趋势，与对照相比，优13和优21叶片丙二醛的含量最小，与其它品种有较大区别(见图5)。因此，在自然条件下，优13和优21是较好的耐旱品种。

MDA对细胞膜系统、蛋白质及DNA有毒害作用，而且干旱容易导致叶片MDA含量增加。在PEG6000模拟干旱胁迫下，优6、优12、优24叶片丙二醛含量先升高后降低再升高，这是植物适应环境变化的一种本能，随着干旱胁迫的影响，优6、优12、优24一定程度上通过膜保护酶的活性来减轻逆伤害，表现出一定的耐旱性，但是随着干旱胁迫的进一步加深，膜保护酶的保护能力也逐渐降低；优13叶片丙二醛含量增加但增幅较缓慢，表现出较强的抗逆性(见图6)。

图5 自然干旱胁迫下叶片丙二醛含量的变化Fig.5 The change of MDA content under natural drought stress

图6 PEG6000模拟干旱胁迫下叶片丙二醛含量的变化Fig.6 The change of MDA content under PEG6000 simulated drought stress

3 结论与讨论

通过对干旱胁迫下乌桕幼苗土壤相对含水率、叶片相对电导率、叶片丙二醛含量变化分析可知，自然干旱胁迫与模拟干旱胁迫下的试验结果基本一致，模拟干旱胁迫一定程度上可以反映正常的干旱胁迫。

(1) 在自然干旱胁迫下，土壤相对含水率表现出优12>优13>优24>优6>优21>优23，这也反映了其耐旱性的表现；随着干旱梯度的加深，各乌桕幼苗叶片相对电导率均呈现上升的趋势，优24表现最突出，优12和优13叶片相对电导率最小；随着干旱梯度的加剧，各乌桕幼苗叶片丙二醛含量变化呈现基本一致的上升趋势，与对照相比，优13和优21叶片丙二醛的含量最小，为较耐旱品种。

(2) 在模拟干旱胁迫下，乌桕幼苗地下/地上鲜重比值大小，无论是PEG6000低浓度渗透还是高浓度渗透，优13和优24都表现出与对照相接近的数值，具有较强的抗逆性；随着干旱梯度的加深，优24叶片相对电导率一直表现很稳定，与CK相比没有太大浮动，同时优12、优13、优21也表现出很好的稳定性；随着干旱梯度的加剧，优6、优12、优24号乌桕幼苗叶片丙二醛含量变化较大，而优13号乌桕幼苗叶片丙二醛的含量一直升高但增幅较缓慢，这说明优6、优12、优24具有一定的耐旱性，优13耐旱性最强。

综上分析得出，优13和优24号乌桕幼苗具有较强的耐旱性，其次是优12、优21号，优23号品种耐旱性最差。

[1] 金代钧,黄惠坤,唐润琴.中国乌桕品种资源的调查研究[J].广西植物, 1997, 17(4): 345-364.

[2] 梁仰贞.乌桕催根扦插育苗[J].湖北林业科技, 2004(1):5.

[3] 刘光斌,刘苑秋,黄长干.5种野生木本植物油性质及其制备生物柴油的研究[J].江西农业大学学报, 2010, 32(2): 339-344.

[4] 魏永进.乌桕的繁育与栽培[J].湖南林业, 2007(11):22.

[5] 章其霞.乌桕播种育苗与无性繁殖技术[J].现代农业科技, 2007(18):44.

[6] 金雅琴,李冬林,丁雨龙.盐胁迫对乌桕幼苗光合特性及叶绿素含量的影响[J].南京林业大学学报,2011, 35(1): 29-33.

[7] 蔡金峰,曹福亮,汪贵斌.淹水胁迫对乌桕幼苗叶片活性氧代谢的影响[J].福建林学院学报, 2010, 30(1): 51-55.

[8] 张翠,吴统贵,方炎明,等.滨海围垦地2种木本植物光合特性的研究[J].福建林学院学报, 2011,31(1): 52 -55.

[9] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京:高等教育出版社, 2002.

[10] 张向峰,王玉杰,王云琦,等.银杉的光合特性[J].华北农学报,2011,26(增刊):75-79.

(文字编校：张 珉)

ResearchondroughttoleranceofSapiumseedlings

CHEN Jingzhen, LI Peiwang, ZHANG Liangbo, LI Changzhu, PI Bing

(Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The physiological and biochemical characteristics and drought tolerance of differentSapiumseedlings under drought stress were analyzed and compared by measuring soil water content, leaf relative conductivity, MDA and other indicators while the PEG6000 solution simulated drought stress and the natural drought stress method were used. The results showed that, No.13 and No.24 progeny seedlings had strong drought tolerance, the weakest was No.23. The results by PEG6000 simulated drought test were the same as the results by natural drought test, so it could reflect the normal drought stress to a certain extent.

PEG6000 simulated drought stress; natural drought; MDA content; relative conductivity; soil water content;Sapiumseedlings

2013-04-07

2013-04-28

国家林业公益专项项目(201004071)；国家十二五科技支撑项目(2011DAD22B08)。

陈景震(1982-)，男，山东省泗水县人，主要从事能源植物栽培育种研究。

S 792.99

A

1003-5710(2013)03-0055-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 03. 013