PEG 模拟干旱胁迫下苗期木薯的生长生理响应

摘要： 【目的】研究聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG） 模拟干旱胁迫对木薯生长生理的影响。【方法】以木薯品种NZ199 为试验材料，将其根系浸入质量分数分别为0%、5%、10%、15% 和20% 的PEG 溶液中，进行为期9 d 的模拟干旱胁迫试验，并分别于第3、6、9 天测量其生长、光合和生理各项指标。【结果】随着PEG 质量分数的升高，同一时期NZ199 的各项生长指标整体呈先升高后降低的趋势；净光合速率、气孔导度和蒸腾速率在低质量分数下被促进，而在高质量分数下受到抑制，处理前期（≤3 d） 以10% PEG 处理最高，后期（≥6 d） 以5% PEG 处理最高；可溶性蛋白含量呈先升高后降低的趋势，在10% PEG 处理6 和9 d 时最高；15% 和20% PEG 处理的脯氨酸含量显著高于其他处理；过氧化物酶活性呈先升高后降低的趋势，以10% PEG处理6 d 时最高；过氧化氢酶活性逐渐升高，以20% PEG 处理9 d 时最高；丙二醛含量逐渐增加，以20% PEG 处理9 d 时最高，表明木薯受到的胁迫最为严重。【结论】在NZ199 苗期，适当的PEG 质量分数和时间模拟干旱胁迫可以促进植株的光合作用，有利于积累同化物，但PEG 质量分数过高会对植株产生反作用，叶片光合作用降低，脯氨酸含量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量升高，即对其生长生理造成了胁迫，使其抗逆性减弱。

关键词： 木薯；干旱胁迫；聚乙二醇；渗透调节物质；抗氧化酶系统

中图分类号： S533.01 文献标志码： A 文章编号： 1004–390X （2024） 04−0015−08

木薯（Manihot esculenta Crantz） 又名树薯、木番薯，属大戟科（Euphorbiaceae） 木薯属（Manihot），可作为重要的粮食、饲料、工业原料等[1]。木薯主要分布于热带和部分亚热带地区，与马铃薯、甘薯并列为世界3 大薯类作物，具有种植粗放、不与粮争地等优点[2]。木薯在土地瘠薄和长期干旱的地区仍能生长，被称为“饥荒储备作物”，在应对全球气候变暖方面具有很大潜力。随着木薯产业的不断壮大，对于木薯的研究不再局限于产量品质，提高木薯抗逆性尤其是抗旱性的相关研究逐渐增多。

木薯的耐旱性较强，但长期干旱条件下木薯块根木质化严重，淀粉含量降低，氢氰酸含量增加，导致木薯品质下降；幼苗期若遭遇干旱胁迫，轻则影响产量品质，重则导致干枯死亡[3]。王泽平等[4]对华南205 号木薯的干旱胁迫研究发现：重度干旱胁迫下木薯叶片的脯氨酸（proline，Pro） 和丙二醛（malondialdehyde，MDA） 含量以及过氧化物酶（peroxidase，POD） 活性等均显著增加；王树昌等[5]研究干旱胁迫对SC5 木薯的影响发现：SC5 心叶中POD 活性随干旱程度的提高而呈先上升后下降的趋势，而Pro 含量显著增加。在干旱胁迫初期，木薯植株体内会产生活性氧，导致膜脂过氧化，同时产生较多膜脂过氧化物，破坏膜的完整性，当其含量达到一定水平时就会激活植株内的保护酶系统，从而抑制活性氧继续产生，起到保护植物细胞的作用，降低其膜脂过氧化程度。随着干旱胁迫时间延长或干旱程度加重，植株保护酶活性受到抑制，酶活性下降，无法使植株维持健康状态，胁迫造成的伤害就会继续加重[6]。但也有研究发现：经历一定程度干旱后，木薯的抗旱能力增强，干旱对其具有补偿作用，即适当干旱对于木薯有增产增收的作用[7-8]。可见，目前对木薯抗旱机制缺乏全面的研究，通过干旱胁迫试验探究木薯在干旱环境中的生长生理响应规律，可为进一步探索木薯种植规律提供试验和理论依据[9-10]。