淮山優(yōu)良品種“桂淮”抗旱性研究

黃靜

（漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系，福建 漳州 363000）

近年來全球氣候日趨變暖，干旱災(zāi)害對植物造成的危害也隨之加重，給植物的栽培和生產(chǎn)造成了極大的影響，使得干旱脅迫成為許多地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展最大的障礙[1]。為了適應(yīng)并減輕干旱脅迫造成的傷害，一些植物在長期進(jìn)化過程中已經(jīng)演化出一套對生長環(huán)境的適應(yīng)機制和策略[2]，例如抗氧化防御、氣孔調(diào)節(jié)以及滲透調(diào)節(jié)等途徑[3]。有關(guān)干旱脅迫對作物影響的研究報道較多，其中大多集中在干旱脅迫階段的植物形態(tài)生理等方面的變化[4]，面對干旱脅迫后的水分恢復(fù)研究較少。研究表明，作物在某特定生長時期受到閾值內(nèi)的水分脅迫后，及時恢復(fù)正常水分管理會對其發(fā)生生長、生理生化及產(chǎn)量等進(jìn)行補償[5]。本文選擇淮山（Dioscorea opposita）優(yōu)良品種“桂淮”進(jìn)行耐旱生理的研究，通過設(shè)置不同干旱脅迫水平，及對脅迫后的復(fù)水試驗，研究其對不同干旱脅迫強度的響應(yīng)與調(diào)節(jié)，以探討水分虧缺時淮山的生理反應(yīng)及其適應(yīng)機理，為淮山的大田耐旱栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

選用淮山新品種“桂淮7號”，從廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所引種，試驗在漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院植物園大棚內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗設(shè)計

2016年7月選取生長整齊一致的淮山植株共60株，分為6組，開始干旱脅迫及復(fù)水處理，選取一組淮山進(jìn)行正常肥水管理作為對照（CK），其余5組分別持續(xù)干旱處理5、10、15、20、25、30 d（分別以T1、T2、T3、T4、T5、T6表示）。達(dá)到處理要求的最后1天8∶00 a.m.隨機剪取植株的上、中、下部葉片，去掉葉柄，剪碎后混合放入封口袋，立即到實驗室測定各項生理生化指標(biāo)，試驗均設(shè)5次重復(fù)。不同干旱脅迫處理完畢后分別對其進(jìn)行連續(xù)復(fù)水5 d后采樣（復(fù)水后各組分別以R1、R2、R3、R4、R5、R6表示），進(jìn)行各項生理生化指標(biāo)的測定。

1.3 測定項目及方法

葉綠素含量的測定采用比色法，丙二醛（MAD）采用硫代巴比妥酸法，電導(dǎo)率測定采用電導(dǎo)儀測定；超氧化物酶(SOD)活性測定采用氮藍(lán)四唑法[6]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007、SPSS 19.0等軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，繪制柱形圖并對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并利用LSD法在P＜0.05顯著水平下進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫及復(fù)水處理對淮山葉綠素含量的影響

不同干旱脅迫程度及復(fù)水后淮山葉片葉綠素含量的變化如圖1所示?？梢?，隨著脅迫程度的增加，淮山葉片葉綠素含量呈下降后上升，在脅迫第10 d達(dá)到最低值，此時與對照相比下降了33.53%，在脅迫第25 d達(dá)到最高值，與對照相比下降了2.98%，此后呈下降趨勢。從多重比較的結(jié)果可以看出干旱脅迫處理T2與對照、T5對淮山葉綠素含量的影響存在顯著差異。復(fù)水后R1、R2、R3、R4、R5、R6與CK差異均性不顯著，說明復(fù)水后，淮山葉片中葉綠素含量恢復(fù)到對照水平。T2與R2、T3與R3、T5與R5分別差異不顯著，說明復(fù)水處理分別對已干旱脅迫10、15、25 d的淮山植株改善作用。

圖1 干旱脅迫及復(fù)水處理下淮山葉綠素含量

2.2 干旱脅迫及復(fù)水處理對丙二醛含量的影響

不同干旱脅迫程度及復(fù)水后淮山葉片丙二醛含量的變化如圖2所示?？梢?，隨著脅迫程度的增加，淮山葉片丙二醛含量呈上升后下降再上升，在脅迫第15 d達(dá)到最低值，此時與對照相比下降了25.98%，在脅迫第25 d達(dá)到最高值，與對照相比上升了67.03%。從多重比較的結(jié)果可以看出干旱脅迫處理T4、T5、T6與CK存在顯著差異。復(fù)水后R1、R2、R3、R4、R5與CK差異均不顯著，說明復(fù)水后，干旱脅迫5、10、15、20、25 d的淮山葉片中丙二醛含量恢復(fù)到對照水平，R6與CK差異顯著，說明干旱脅迫30 d的淮山植株復(fù)水后葉片中丙二醛含量難以恢復(fù)到對照水平。T5與R5存在顯著差異，說明復(fù)水處理對干旱脅迫25 d的淮山植株產(chǎn)生影響。

圖2 干旱脅迫及復(fù)水處理下丙二醛含量

2.3 干旱脅迫及復(fù)水處理對淮山電導(dǎo)率的影響

不同干旱脅迫程度及復(fù)水后淮山葉片電導(dǎo)率的變化如圖3所示。從圖3可見，當(dāng)淮山受到干旱脅迫的第5 d，電導(dǎo)率大幅度升高，此后呈下降趨勢，在脅迫第15 d達(dá)到最低值，此時與對照相比上升了1.81%，在脅迫第30 d達(dá)到最高值，與對照相比上升了48.43%。從多重比較的結(jié)果可以看出干旱脅迫處理T1、T4、T5、T6與CK存在顯著差異。復(fù)水后R1、R2、R3、R4、R5、R6與CK差異均不顯著，說明復(fù)水后，干旱脅迫5、10、15、20、25、30 d的淮山葉片中電導(dǎo)率含量恢復(fù)到對照水平。T1與R1，T4與R4，T5與R5，T6與R6存在顯著差異，說明復(fù)水處理對干旱脅迫5、20、25、30 d的淮山植株產(chǎn)生影響。

圖3 干旱脅迫及復(fù)水處理下電導(dǎo)率

2.4 干旱脅迫及復(fù)水處理對淮山SOD活性的影響

不同干旱脅迫程度及復(fù)水后淮山葉片SOD含量的變化如圖4所示?？梢?，當(dāng)淮山受到干旱脅迫第5 d，SOD活性大幅度上升，達(dá)到最大值，此時與對照相比上升了85.02%，此后SOD活性呈下降趨勢，在脅迫第15 d達(dá)到最低值，與對照相比下降了5.06%。從多重比較的結(jié)果可以看出干旱脅迫處理T1與CK存在顯著差異。復(fù)水后R1、R2、R3、R4、R5與CK差異均不顯著，說明復(fù)水后，干旱脅迫5、10、15、20、25 d的淮山葉片中SOD含量恢復(fù)到對照水平，R6與CK存在顯著差異，說明干旱脅迫第30 d淮山復(fù)水后葉片中的SOD含量難以恢復(fù)到對照水平。T1與R1存在顯著差異，說明干旱脅迫5 d的淮山植株復(fù)水后難以恢復(fù)到原有的生理狀態(tài)。

圖4 干旱脅迫及復(fù)水處理下SOD活性

3 結(jié)論

植物在正常生長環(huán)境條件下，其體內(nèi)的POD、SOD等通過彼此相互協(xié)調(diào)保障自身正常生長[7]。但在逆境脅迫環(huán)境中，植物體內(nèi)活性物質(zhì)產(chǎn)生與清除的平衡受到破壞且到達(dá)一定程度時，植物的正常生長就會受到影響[8]。植物體內(nèi)丙二醛、電導(dǎo)率、超氧化物酶活性等生理活性的強弱就直接反映了植物對逆境脅迫環(huán)境的適應(yīng)能力[9]。研究表明，桂淮品種在干旱脅迫下，葉綠素含量先下降后上升再下降，使得光合反應(yīng)正常進(jìn)行；淮山SOD、丙二醛等保護(hù)酶活性提高并協(xié)同作用，減少了活性氧對細(xì)胞的傷害，對干旱脅迫后的淮山進(jìn)行一定時間的復(fù)水，可使植株生理生化指標(biāo)恢復(fù)到對照水平，對淮山的生長具有補償作用。干旱脅迫處理0—20 d植株復(fù)水后各項指標(biāo)均恢復(fù)到對照組水平，而干旱處理25 d、30 d復(fù)水后難以恢復(fù)。說明桂淮品種在高溫炎熱的夏季能夠忍受一定程度的持續(xù)干旱，在復(fù)水后能正常生長；但持續(xù)干旱過久（≥25 d）則嚴(yán)重阻滯植株的生長發(fā)育，造成難以挽回?fù)p失。

漳州是淮山的生產(chǎn)種植基地，且目前大面積種植本地淮山和鐵棍淮山，品種單一，在一定程度上制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來全球氣候日趨變暖，干旱災(zāi)害對植物造成的危害也隨之加重，給植物的栽培和生產(chǎn)造成了極大的影響，使得干旱脅迫成為許多地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展最大的障礙。漳州市淮山種植區(qū)普遍存在一方面水資源不足，另一方面又由于灌溉方式落后，大水漫灌等導(dǎo)致水資源利用率低的現(xiàn)象，在很大程度上限制了淮山栽培的進(jìn)一步發(fā)展。因此，針對桂淮品種具有較強的耐旱性特點，在漳州地區(qū)推廣種植對淮山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

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