干旱胁迫下不同文冠果品种抗氧化酶活性及叶绿素含量变化

权 伍 荣

(延边大学农学院,吉林 延吉 133002)

我国北方地区冬春少雨，降水集中在夏季，在文冠果播种育苗季节不同程度的干旱频繁发生，影响了文冠果播种育苗的成活率和苗木质量。所以，文冠果播种育苗与水分关系的研究日益受到重视[1]。文冠果播种育苗对土壤水分要求比较严格[2-4]，干旱和土壤水分过多都会影响文冠果的出苗率，干旱会给文冠果播种育苗成败带来严重影响[5-6]。干旱对文冠果育苗的影响程度因品种、干旱强度、持续时间而不同，其形态特征，外观性状也表现出不同的特性[7-11]。虽然干旱胁迫对文冠果生理特性的研究已有报道[12-13]，但干旱对“森淼”、“冠硕”和“妍华”3个品种的抗氧化酶活性和丙二醛含量影响的研究却少见报道，所以，针对森淼”、“冠硕”和“妍华”3个文冠果品种连续干旱的气候特点进行了该试验。单一指标在反映植物抗性方面存在一定的片面性，难以全面反映植物对逆境抗性的强弱[14]，所以，试验从干物质积累，叶绿素含量，光合速率，抗氧化酶活性及MDA含量的变化规律等方面探讨了不同品种在干旱胁迫下的表现，从而为苗圃优化灌溉水技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种与试验地点

供试品种为森淼”、“冠硕”和“妍华” 3个品种，文冠果种子播种在内径50 cm、高30 cm的土盆中，每盆装土25 kg，土壤中含纯氮0.25 g/kg，且N∶P2O5∶K2O=9∶10∶22。试验于吉林省延边大学温室大棚内进行。

1.2 试验方案

采用温室盆栽控水的方法进行试验，设置3个文冠果品种，3个干旱胁迫处理，共9个处理(表1)。

表1 3个文冠果品种干旱胁迫处理方案

1) 正常供水：出苗前正常浇水，出苗后保持土壤含水量占田间最大持水量的70%～80%；

2) 轻度干旱：出苗前正常供水，出苗后保持土壤含水量占田问最大持水量的50%左右；

3) 重度干旱：出苗前正常供水，出苗后保持土壤含水量占田间最大持水量的30%左右。除灌水因素外，其他管理措施同一般苗圃生产条件。

1.3 测定项目和方法

1) 分别调查各处理的株高、地径、1个复叶叶面积(选有代表性6株文冠果苗木)；

2) 在各小区取有代表性的文冠果苗木3株，冲根后分根、苗干、叶称量其鲜重，然后用105 ℃杀青，65 ℃烘干，称量干重，每次每小区取3株取平均值，测定其单株干物质积累量；

3) 测定干旱处理后的叶绿素含量，用乙醇提取比色法；

4) 干旱处理后取1/2树高部位叶测定超氧岐化物酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量，SOD测定参照赵世杰，CAT采用紫外分光光度法，MDA采用硫代巴比妥酸比色法[8]。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫下3个文冠果品种生物学特性的比较

干旱处理后50和100 d 3个文冠果品种生物学特性列于表2，在品种相同的条件下，各处理的生物学性状都随干旱程度的增加呈减少的趋势，如干旱处理后100 d的苗高，S1处理为56.5 cm，S2处理为52.7 cm，S3处理为44.8 cm，与其对照相比，S2和S3处理分别降低了1.69%和2.67%，“冠硕”和“妍华”品种同样遵循这样的规律，说明干旱程度越大，文冠果生物学性状变劣程度越大。在干旱程度相同的情况下，“冠硕”各生物学性状的表现最好，其次是“森淼”，再次是“妍华”，如干旱处理后100 d的苗高，轻度干旱时，“冠硕”为32.6 cm，“森淼”为31.5 cm，“妍华”为29.8 cm。“冠硕”的地径和一个复叶叶面积也同样优于其他2个品种。因此，在生长期控制好水量对文冠果苗木生长有很大的影响。

表2 干旱胁迫下3个文冠果品种的生物学特性比较

2.2 不同处理对干物质积累的影响

由表3可知，在文冠果苗木生长期进行干旱处理，苗木的干物质积累量都会降低，3个品种正常供水时的根、茎、叶干物质积累量明显大于其它处理。

表3 不同处理对干物质积累的影响

相同品种间做比较，3个品种在不同时期各器官的干物质积累均随干旱程度增加而减小的趋势，干物质积累量与干旱程度成反比；在相同的干旱胁迫下，下降幅度由大到小依次为“冠硕”、“森淼”和“妍华”，如干旱处理后100 d给予轻度干旱处理时，G2、S2、Y2处理苗干干重与各自对照相比分别下降了3.4%，9.33%和17.79%，因此，“冠硕”抗旱性最强，“森淼”次之，“妍华”抗旱性最差。说明干旱严重影响文冠果苗木的生长发育和干物质积累。

2.3 干旱胁迫下3个文冠果品种对苗木叶绿素含量的影响

由表4可知，3个品种叶绿素含量均随干旱胁迫进程的推进呈先上升后下降的趋势，在干旱处理15～45 d逐渐上升，45 d时达到最大值，此后逐渐下降。在相同品种间，叶绿素含量随干旱胁迫的加剧，胁迫间差距逐渐变大，如“冠硕”干旱处理后21 d，G1(CK2)处理时叶绿素含量为1.62 mg·g-1，G2处理时为1.48 mg·g-1，G3处理时为1.13 mg·g-1，与其对照相比，分别降低了16%和24.67%，即正常供水时的叶绿素含量最高，轻度干旱时次之，重度干旱时最低；在相同的干旱胁迫下，“冠硕”的叶绿素含量明显优于其它2个品种，最差的是“妍华”。

表4 干旱胁迫下3个文冠果品种对叶绿素含量的影响

2.4 干旱胁迫下3个文冠果品种抗氧化酶活性的变化规律

2.4.1 干旱胁迫下3个文冠果品种SOD活性的变化规律

由表5可知，各品种随干旱处理天数的增加其SOD活性呈先上升后下降的趋势，15～45 d逐渐上升，到45 d时达到最大值，然后迅速下降。SOD活性下降幅度越小，其抗逆性越强。在品种相同的情况下，SOD活性随干旱胁迫的加剧，胁迫间差距逐渐变大，正常供水时的SOD活性最高，轻度干旱胁迫次之，重度干旱胁迫最低。例如，在干旱处理后45 d，与G1(CK2)处理相比，G2和G3处理分别下降了9.63%和29.74%，干旱处理60，75和90 d后SOD活性下降幅度更大；在相同的干旱胁迫下，“冠硕”下降幅度最小，“森淼”次之，“妍华”下降幅度最大。如干旱处理后90 d，“冠硕”、“森淼”和“妍华”品种均与对照相比，轻度干旱时分别下降21.17%、35.7%和37.16%；重度干旱时分别下降46.72%、54.58%和64.56%，因此，“冠硕”抗逆性最强，“妍华”抗逆性最差。

表5 干旱胁迫下3个文冠果品种对SOD活性的影响

2.4.2 干旱胁迫下3个文冠果品种CAT活性的变化规律

由表6可知，3个品种不同处理的CAT活性均随干旱处理天数的增加而迅速下降。相同品种间比较，CAT活性随干旱胁迫的加剧，胁迫间差距逐渐变大，CAT正常供水时活性最大，其次是轻度干旱，重度干旱时最差，如干旱处理后60 d，“森淼”在正常供水时活性为192.06 U/g，轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫时降为151.67、95.76 U/g，分别降低了21.03%和50.14%。“冠硕”和“妍华”也同样遵循这样的规律，因此，不同的干旱胁迫下正常供水时抗旱能力最强，重度干旱时最差。在相同的干旱条件下，不同品种间进行比较，CAT活性最大的是“冠硕”，其次为“森淼”，因此，抗旱能力由强到弱依次为“冠硕”、“森淼”和“妍华”。

表6 干旱胁迫下3个文冠果品种对CAT活性的影响

2.5 干旱胁迫下3个文冠果品种MDA含量的变化规律

由表7可知，3个文冠果品种的MDA含量随干旱处理天数的增加迅速上升，在正常供水处理时较干旱胁迫处理时低，且变化趋势较为平稳。在不同的干旱胁迫水平下，MDA的含量随干旱胁迫的加剧，胁迫间差距逐渐变大，MDA含量从大到小依次为重度干旱，轻度干旱，正常供水。如干旱处理后45 d，G1(CK1)处理为7.08 μmol/L，G2和G3处理与对照相比，分别增加了57.91%和75.85%。在相同的干旱胁迫下，品种间做比较，MDA含量从大到小依次为新疆伊宁的“妍华”、“森淼”和“冠硕”，因此，抗旱能力最强的为“冠硕”，“妍华”抗旱能力最弱。

表7 干旱胁迫下3个文冠果品种对MDA含量的影响

3 讨论与结论

文冠果主要生长在中国大多干旱少雨的北方，“妍华”、“森淼”、“冠硕”是近10年来研制出的文冠果新品种，它们的优点分别是：1) “妍华”花瓣初开时基部为柠檬黄色,边缘有少量白色,盛开后整个花瓣变为浅粉色,布满纵向细条纹,遗传性状稳定,具有一定观赏价值,包头地区5月初始花,5月15日进入盛花期,可在中国东北、西北、华北地区广泛栽植[15];2) “森淼”文冠果树形开展，树势强健,混合芽花序基部抽 放2 ～ 3个新梢，新梢紫红色，平滑无毛;果实成熟后浅裂，单果干质量25. 90 g,种子球形，褐色，千粒质量714. 13 g,产量稳定，没有大小年，是同一栽培地内对照的2. 55倍[16],3) “冠硕”是文冠果自然实生后代中选育出的优良品种。长势强,植株较直立，花序可孕花多,坐果率高,每花序平均坐果 4.8个，种子产量高[17]。

文冠果苗木干物质的积累量反映了文冠果苗木的生长发育状况。干旱胁迫下，文冠果苗木干物质积累量显著下降，表明干旱对文冠果苗木的生长发育有显著影响。不同处理的单个复叶叶面积和干物质积累随干旱程度的增大呈减小的趋势，干物质积累量与干旱程度成反比。

干旱胁迫通过减少土壤含水量、降低光合作用等途径对文冠果苗木生长产生影响,且干旱胁迫显著影响文冠果苗木生长发育、 生物量及苗高地径,这与其他学者的研究结果一致[4]。

干旱胁迫对叶绿素的含量有明显影响，干旱程度越高，干旱时间越长，叶绿素含量下降越快。不同处理的叶绿素含量随着干旱胁迫进程的推进呈先上升后下降的趋势，且叶绿素含量随着干旱胁迫的加剧，处理间相差逐渐变大。该结果与杨喜珍等[9]的试验结论相一致。

3个文冠果品种的不同干旱胁迫处理，抗氧化酶活性和MDA含量均发生一定程度的变化，在马新等人的试验中也有这样的结论[10]。

SOD的活性随着干旱处理天数的增加呈先上升后下降的趋势，这与谢志玉等[18]的试验结果基本一致。而CAT活性随着干旱处理天数的增加迅速下降，尤其在成熟后期表现更加明显。前人的研究表明，MDA是膜脂过氧化物，在逆境条件下会大量积累[6]。在该试验中MDA的含量明显随着干旱处理天数的增加迅速上升，这与前人得出的结论相符。处理的SOD、CAT活性下降幅度、MDA含量上升幅度越小说明其抗旱性越强。

通过测定受胁迫后3个文冠果苗木品种生理生化指标在一定时间内的变化，可以得到各个品种抗旱性的强弱[4]，从而筛选出抗旱性最强的文冠果品种。因此，综合干物质积累，叶绿素含量，MDA含量以及各种酶类的活性反应，相同的干旱胁迫下，3个文冠果品种对干旱的敏感程度和忍耐力都存在着一定的差异，其中，“冠硕”抗旱性最强，“森淼”次之，“妍华”抗旱性最差。