探析干旱脅迫對(duì)青藏高原4種灌木生理指標(biāo)的影響

張芯

摘 要：青藏高原的造林綠化一直是我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)中非常重要的一部分，我國(guó)為此項(xiàng)工程的建設(shè)作出了非常大的努力。以江孜沙棘、錦雞兒、砂生槐和唐古特蕕4種青藏高原樹種為試驗(yàn)材料進(jìn)行干旱脅迫模擬栽種試驗(yàn)。通過對(duì)比干旱脅迫后4種灌木葉片中各種生理指標(biāo)的變化，對(duì)所選樹種的抗旱能力進(jìn)行分析和客觀評(píng)價(jià)，為青藏高原地區(qū)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量，并篩選品種優(yōu)良的耐寒灌木，為高原地區(qū)進(jìn)行綠化和造林工作提供良好的條件。

關(guān)鍵詞：干旱脅迫；青藏高原；灌木；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S718.556 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）11-0159-02

植物對(duì)干旱的脅迫抗性是在長(zhǎng)期受到干旱的狀態(tài)下，水分因子缺失后，對(duì)自身的自然選擇和遺傳、變異等先天條件進(jìn)行調(diào)節(jié)而形成的長(zhǎng)期抗性。這種脅迫抗性與植物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、自身生長(zhǎng)狀況和生長(zhǎng)環(huán)境有著緊密的關(guān)系。青藏高原特殊的地理?xiàng)l件決定了在這片地域上生存的植物具有很強(qiáng)的干旱脅迫性，選擇在高原環(huán)境下能夠長(zhǎng)期生存的耐旱植物具有重要的意義。

1 試驗(yàn)選材與研究

1.1 試驗(yàn)選材

在試驗(yàn)中，試驗(yàn)材料的選擇是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)過前期宋維秀等人以3種經(jīng)濟(jì)灌木為試驗(yàn)材料，測(cè)定這3種灌木的葉綠素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量等各項(xiàng)抗旱指標(biāo)，比較、分析它們的抗旱性。通過對(duì)灌木、喬木的有關(guān)水分脅迫性生理評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，證明丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)是評(píng)價(jià)某種植物高原抗逆性的重要生理指標(biāo)。本文選材主要是從高原的原生灌木物種出發(fā)，選擇江孜沙棘、錦雞兒、砂生槐、唐古特蕕4種優(yōu)良品種進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)研究

對(duì)精選的4種植物苗木進(jìn)行精良的管理，首先是澆水的日常管理。選定特定日期對(duì)試驗(yàn)苗木進(jìn)行澆水，一次性澆透。在綜合評(píng)價(jià)后，選擇長(zhǎng)勢(shì)良好、生長(zhǎng)情況差距較小的苗木各30棵。對(duì)每種植物的試苗進(jìn)行分組，并且進(jìn)行取樣。隨著干旱程度的加深，對(duì)分組的試驗(yàn)苗木進(jìn)行分組抽樣，用來測(cè)定丙二醛、超氧化物歧化酶、過氧化物酶、脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)的含量。一般干旱程度分為以下幾種：土壤含水量在80%以上，屬于正常情況；土壤含水量在50%～70%，屬于輕度干旱；土壤含水量30%～50%，屬于中度干旱；土壤含水量低于30%，屬于重度干旱。

2 干旱脅迫對(duì)試驗(yàn)苗木生理指標(biāo)的影響

2.1 對(duì)苗木丙二醛含量的影響

丙二醛的累計(jì)是反映細(xì)胞膜脂過氧化和質(zhì)膜破壞的重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是鑒定植物抗旱能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。在干旱程度和干旱脅迫度相同的情況下，丙二醛含量增幅小的植物耐旱性較強(qiáng)，而丙二醛含量增幅大的植物耐旱性則較弱。本次試驗(yàn)中，在達(dá)到重度干旱情況下，且在正常水分條件下，唐古特蕕丙二醛含量最少，增幅也是所有試驗(yàn)苗木中最小的，表現(xiàn)出最強(qiáng)的抗旱能力。其次是錦雞兒和江孜沙棘，最后是砂生槐。砂生槐的丙二醛峰值和增幅都是最大的，說明它的抗旱能力最差，對(duì)干旱的適應(yīng)性也是最差的。

2.2 對(duì)苗木超氧化物歧化酶活性的影響

隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，植物體內(nèi)代謝在重度干旱的脅迫下開始趨于紊亂，從而抑制了試驗(yàn)苗木基因的表達(dá)。超氧化物歧化酶在中度干旱脅迫下，呈現(xiàn)急劇上升的狀態(tài)，而隨著水分的缺失加重，超氧化物歧化酶活性呈現(xiàn)下降的狀態(tài)。在本次試驗(yàn)中，當(dāng)遭受到嚴(yán)重的干旱脅迫時(shí)，唐古特蕕和錦雞兒能夠迅速適應(yīng)干旱環(huán)境，體內(nèi)的超氧化物歧化酶活性增強(qiáng)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)干旱能力和自我調(diào)節(jié)能力。而江孜沙棘和砂生槐在干旱初期，超氧化物歧化酶活性快速上升，隨著干旱程度的加深，超氧化物歧化酶峰值又迅速下降，說明了其抗旱能力較弱。

2.3 對(duì)苗木過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶是細(xì)胞膜保護(hù)酶系統(tǒng)中非常重要的一部分。超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶（CAT）聯(lián)合可以防止超氧化自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的重大傷害，提高植物的抗旱能力。干旱會(huì)直接誘導(dǎo)過氧化物酶活性升高。在試驗(yàn)的4種苗木中，唐古特蕕的過氧化物酶活性增長(zhǎng)緩慢，隨著干旱程度的增加，過氧化物酶在不斷增加，但酶活性一直維持在較低的水平。錦雞兒和江孜沙棘過氧化物酶增幅是最大的，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱能力。而在整個(gè)過程中，砂生槐過氧化物酶的變化最小，也證明了其抗旱適應(yīng)能力較弱。

2.4 對(duì)苗木脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為植物體內(nèi)對(duì)干旱脅迫反應(yīng)敏感的一種重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在很多試驗(yàn)中都被作為抗旱測(cè)試的重要指標(biāo)。脯氨酸的含量與植物的抗旱能力成正比。在本次試驗(yàn)中，當(dāng)干旱程度不斷加深時(shí)，每個(gè)試驗(yàn)苗木的脯氨酸均呈現(xiàn)逐步增加的趨勢(shì)。在達(dá)到重度干旱的情況下，唐古特蕕的脯氨酸含量最高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他3種苗木，這進(jìn)一步說明唐古特蕕具有較強(qiáng)的抗旱能力。

2.5 對(duì)苗木可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

在干旱條件下，植物會(huì)產(chǎn)生多種維持植物細(xì)胞較低滲透的物質(zhì)，這些物質(zhì)中包括可溶性蛋白質(zhì)，它主要用來抵抗水分脅迫傷害?？购敌栽綇?qiáng)的植物在干旱脅迫條件下可溶性蛋白質(zhì)含量越高。在本次試驗(yàn)中，唐古特蕕在正常水分條件下，其可溶性蛋白質(zhì)含量最低，干旱脅迫遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他3種苗木，表現(xiàn)出較好的調(diào)節(jié)能力和較強(qiáng)的抗旱能力。

3 結(jié)束語

本文以江孜沙棘、錦雞兒、砂生槐和唐古特蕕4種青藏高原灌木樹種為試驗(yàn)對(duì)象對(duì)其干旱脅迫性進(jìn)行了試驗(yàn)。在本次試驗(yàn)中，通過記錄、比較這4種高原灌木樹種的生理變化指標(biāo)，對(duì)灌木樹種的干旱脅迫性、生態(tài)適應(yīng)性有了更加系統(tǒng)的研究，為青藏高原干旱地區(qū)灌木樹種的選擇提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)，也為青藏高原的造林綠化工作作出了重大貢獻(xiàn)。

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〔編輯：劉曉芳〕endprint