PEG模擬干旱脅迫對(duì)光葉珙桐幼苗葉片含水量和蛋白質(zhì)含量的影響

王磊 湯家鑫 高興國(guó) 代勛 李浪 張梅 馬帥 潘紅 張松明

摘要 [目的]研究干旱脅迫條件下光葉珙桐葉片含水量和蛋白質(zhì)含量的變化。[方法]采用PEG模擬干旱脅迫，分析光葉珙桐幼苗葉片含水量、蛋白質(zhì)含量變化。[結(jié)果]光葉珙桐幼苗在耐受范圍內(nèi)短時(shí)間對(duì)干旱脅迫的低水平變化并不十分敏感，但對(duì)于短時(shí)間的高強(qiáng)度干旱脅迫和長(zhǎng)時(shí)間的低強(qiáng)度干旱脅迫的耐受力明顯下降，在干旱脅迫條件下可以通過應(yīng)激反應(yīng)加強(qiáng)葉片的代謝，以合成更多的蛋白質(zhì)抵御干旱威脅，但隨著脅迫強(qiáng)度的增加，植物葉片蛋白質(zhì)合成能力逐漸降低。[結(jié)論]該研究為更好地分析光葉珙桐的抗旱性提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 光葉珙桐；干旱脅迫；PEG；蛋白質(zhì)

中圖分類號(hào) S718.43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）18-0088-02

Effects of Drought Stress with PEG on Water contant and Protein Content of Davidia involucrata var. vilmoriniana Seedlings Leaves

WANG Lei1，TANG Jiaxin2，GAO Xingguo1 et al （1.Zhaotong College，Zhaotong，Yunnan 657000； 2. Mangagement Bureau of Yudong Reservoir，Zhaotong，Yunnan 657000）

Abstract [Objective] To study the changes of water content and protein content in Davidia involucrata var. vilmoriniana seedlings leaves under drought stress.[Method] Using PEG to simulate drought stress ，effects of drought stress with PEG on the moisture and protein content of D.involucrata seedlings leaves were studied. [Result]The change of low level vilmoriniana seedlings in the tolerance range of the short time of drought stress was not very sensitive.But for short time and high intensity drought stress and long time and low intensity drought stress，the tolerance of leaves decreased significantly. Under drought stress，stress could enhance the metabolism of leaves to synthesize more protein to resist drought threat. With the increase of stress intensity，the protein synthesis ability of plant leaves gradually decreased.[Conclusion]The study provides a theoretical basis for the better analysis of the drought resistance of D.involucrata.

Key words Davidia involucrata；Drought stress；PEG； Protein

珙桐（Davidia involucrata）屬珙桐科（Nyssaceae）珙桐屬落葉喬木，又名水梨子、鴿子樹，為國(guó)家一級(jí)保護(hù)物種[1]。其天然種群僅分布于云南、四川、貴州、湖南、湖北、陜西、甘肅7省區(qū)，以云貴高原北部、川東、湘西及鄂西等邊遠(yuǎn)山區(qū)較為集中[2]。珙桐在晚白堊紀(jì)和第三紀(jì)時(shí)期廣泛分布于世界許多地區(qū)，由于第四紀(jì)冰川的影響，目前僅在我國(guó)受冰川活動(dòng)影響小的地區(qū)存活下來，為第三紀(jì)孑遺植物，有“活化石”之稱，是世界著名的木本觀賞植物。其生長(zhǎng)于溫暖涼爽、濕潤(rùn)多雨、多霧、夏涼冬暖的山地環(huán)境，年均氣溫9～17 ℃，年降雨量600～2 600 mm，不能耐受38 ℃以上的溫度，喜肥沃深厚的土壤，因此其生活范圍狹窄，分布不連續(xù)，資源量較少，干旱是限制珙桐生長(zhǎng)的主要生態(tài)因子[3]。

目前，有關(guān)珙桐的研究集中在形態(tài)學(xué)[4-8]、生態(tài)學(xué)[9-19]、引種馴化等方面，對(duì)其抗逆性研究較少[20-23]。珙桐遷移引種存在不適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、生態(tài)環(huán)境等問題，導(dǎo)致開花少等現(xiàn)象。這與光葉珙桐原生地的濕潤(rùn)、涼爽氣候有關(guān)。因此要解決引種種植及其他利用，提高其抗旱性以適應(yīng)遷移地尤為關(guān)鍵。研究表明，干旱脅迫導(dǎo)致植物在各種損傷出現(xiàn)之前，對(duì)脅迫做出適應(yīng)性調(diào)節(jié)反應(yīng)，植物體誘導(dǎo)蛋白的形成以抵御干旱脅迫[24-25]。植物因干旱脅迫引起代謝的變化與調(diào)整，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化。筆者研究干旱脅迫條件下光葉珙桐葉片含水量和蛋白質(zhì)含量的變化，以期為更好地分析光葉珙桐的抗旱性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1年生珙桐幼苗購(gòu)于三江口林場(chǎng)，用花盆栽培2年即得3年生幼苗。

1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)于2017年3—7月在昭通學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院植物生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。選取生長(zhǎng)狀況基本一致的壯苗，洗凈根部泥土，置于不同PEG質(zhì)量濃度的處理液中，模擬不同程度的干旱脅迫。設(shè)清水對(duì)照（CK），模擬干旱脅迫PEG濃度分別為5%（A）、10%（B）、15%（C）、20%（D）4個(gè)水平，分別處理0、24、48 h，采集葉片樣品后速封袋封裝，置于超低溫冰箱存放。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定，葉片含水量采用烘干稱重法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)光葉珙桐葉片含水量的影響

CK樣品葉片含水量無顯著差異，4個(gè)脅迫組樣品葉片含水量隨著PEG濃度的增加而下降（圖1），隨著脅迫時(shí)間從0到48 h，各組樣品葉片的含水量均下降（圖2）。CK、5%、10%、15%、20%不同濃度PEG模擬干旱脅迫處理的光葉珙桐葉片處理24 h， 5%、10%、15%PEG處理的葉片含水量無顯著差異，但與CK和20%PEG處理葉片含水量差異顯著。

2.2 干旱脅迫對(duì)光葉珙桐葉片蛋白質(zhì)含量的影響 由圖3可知，5%、10%、15%、20% PEG模擬干旱脅迫處理的光葉珙桐葉片蛋白質(zhì)含量隨著PEG濃度的增加呈先升高再降低的趨勢(shì)，24 h處理樣品葉片蛋白質(zhì)含量從CK的4.24 mg/g增加到5%PEG的4.57 mg/g、10%PEG的4.90 mg/g、15%PEG的5.20 mg/g后下降至20%PEG的4.99 mg/g，48 h處理樣品葉片蛋白質(zhì)含量也呈先升高后降低的趨勢(shì)，4個(gè)脅迫組樣品葉片蛋白質(zhì)含量隨著PEG濃度增加從CK組的4.53 mg/g增加到5%的4.80 mg/g，然后降低至10%PEG的4.72 mg/g、15%PEG的4.49 mg/g和20%PEG的4.42 mg/g。

3 結(jié)論與討論

（1）植物葉片含水量是植物抗旱性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[26]。植物葉片含水量隨著土壤含水量的降低而逐漸減少。分別用5%、10%、15%、20%不同濃度的PEG模擬干旱脅迫處理的光葉珙桐葉片含水量均低于CK，說明光葉珙桐幼苗不耐缺水，不適于在土壤含水量低的環(huán)境中生長(zhǎng)。

（2）雖然隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和脅迫強(qiáng)度的加大，光葉珙桐葉片含水量呈持續(xù)下降趨勢(shì)，但在24 h處理時(shí)間內(nèi)，5%、10%、15%PEG處理的葉片含水量無顯著差異，但與CK和20%PEG相較，光葉珙桐葉片含水量差異顯著，表明光葉珙桐幼苗在耐受范圍內(nèi)對(duì)短時(shí)間干旱脅迫的低水平變化并不十分敏感，但對(duì)于短時(shí)間的高強(qiáng)度干旱脅迫和長(zhǎng)時(shí)間的低強(qiáng)度干旱脅迫的耐受力明顯下降。因此，對(duì)光葉珙桐的保護(hù)和栽培而言，保證充足的水分是關(guān)鍵因素之一。

（3）干旱脅迫條件下光葉珙桐葉片蛋白質(zhì)含量的變化表明，光葉珙桐葉片可以對(duì)干旱脅迫做出多方面的響應(yīng)，隨著干旱脅迫強(qiáng)度的加強(qiáng)和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，光葉珙桐葉片含水量下降，蛋白質(zhì)含量呈先逐漸升高再降低的趨勢(shì)，說明光葉珙桐在干旱脅迫條件下可以通過應(yīng)激反應(yīng)加強(qiáng)葉片的代謝，以合成更多的蛋白質(zhì)抵御干旱威脅，但隨著脅迫強(qiáng)度的增加，植物葉片蛋白質(zhì)合成能力逐漸降低，細(xì)胞膜受到不同程度的傷害，影響光葉珙桐葉片的正常形態(tài)和抗逆性，導(dǎo)致葉片萎蔫進(jìn)一步加劇。

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