聚乙二醇6000模擬干旱脅迫及復(fù)水對黃竹幼苗抗性生理特性的影響1)

浦嬋 董文淵 張孟楠 尹澤南

(西南林業(yè)大學(xué)，昆明，650224)

黃竹(DendrocalamusmembranaceusMunro)為竹亞科牡竹屬筍材兩用竹種，其天然分布于泰國、老撾、緬甸、越南和我國滇南、滇西南，在云南形成大面積單優(yōu)群落，為瀾滄江中下游海拔1 000 m以下低山、河谷地區(qū)防護(hù)林的主要組成部分[1-2]。黃竹竹篾堅韌、拉力強(qiáng)，可用于編織工藝品及日常用品，亦可用于圍籬、搭棚、編纜、造紙等。此外，黃竹還是亞洲象喜食的植物之一，是集生態(tài)、用材于一身的優(yōu)良竹種。但在2010—2016年，西雙版納州境內(nèi)大面積天然黃竹開花死亡，致使亞洲象食物源急劇減少[3]，象群向外活動，這對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)安全及居民生活造成了嚴(yán)重影響；快速恢復(fù)黃竹竹林種群，才能解決這些問題[4]。自然恢復(fù)黃竹種群較為緩慢，而人工造林是緩解這一矛盾的捷徑。但滇南和滇西南地區(qū)多為山地，造林地多為中上坡[5-6]，竹苗造林后基本沒有水肥管理，為提高黃竹造林成活率和補(bǔ)植補(bǔ)造，培育苗木質(zhì)量高、抗旱性強(qiáng)的黃竹苗，是解決這一問題的關(guān)鍵。

聚乙二醇6000(PEG-6000)能夠奪取植物水分，對植物造成滲透脅迫，能夠很好地模擬自然干旱[7-8]。目前國內(nèi)外對禾本科植物抗旱性特征進(jìn)行了大量的研究，其中以PEG人工模擬干旱處理最多。如郭瑞等[9]研究發(fā)現(xiàn)，不同程度脅迫下冬小麥生長抑制、細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)增加和葉片熒光值監(jiān)督。萬里強(qiáng)等[10]研究發(fā)現(xiàn)，PEG模擬干旱脅迫下黑麥草葉片相對含水量下降，膜透性、丙二醛和脯氨酸含量上升、超氧化物歧化酶活性下降。吳銀明等[11]研究分根PEG脅迫對羊草生長不同器官同一抗氧化酶對活性氧淬滅作用不同。這些研究結(jié)果都為禾本科植物抗旱能力評價奠定了良好基礎(chǔ)。而有關(guān)黃竹在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PEG模擬干旱脅迫的研究未見文獻(xiàn)報道。為加快黃竹人工林培育步伐，提供抗性較強(qiáng)的竹苗，解決亞洲象食物短缺及棲息地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)問題，本研究通過對不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000溶液模擬干旱脅迫，比較分析黃竹苗形態(tài)與生理生化指標(biāo)變化，探索黃竹苗的耐旱機(jī)制，為黃竹抗性育苗及竹林培育提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為2016年3月采自西雙版納傣族自治州勐臘縣勐臘鎮(zhèn)龍林村開花的天然黃竹林，將種子室溫下晾干后置于4 ℃黑暗條件下貯藏備用。容器育苗基質(zhì)配方為m(草炭)∶m(腐殖質(zhì))∶m(有機(jī)肥)∶m(蛭石)=4∶3∶2∶1，無紡布容器規(guī)格為14 cm(直徑)×16 cm(高度)，脅迫試劑為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000溶液。

1.2 方法

將種子置于25 ℃溫水中浸泡24 h，用2%次氯酸消毒0.5 h后用蒸餾水洗凈。容器育苗基質(zhì)用5%多菌靈消毒備用，8月15日將種子播種于育苗袋中，播種量3粒/袋，并壓實；播種后在苗圃地搭建高0.6 m，透光度40%的遮陰棚；澆透水，待種子萌發(fā)生長至1芽3葉后，每個育苗袋留2株健壯幼苗，并去除遮陰棚。進(jìn)行正常苗期管理，即每周進(jìn)行3次澆水和除草。待幼苗長至20～25 cm時，選擇株高、長勢一致的健康幼苗進(jìn)行PEG-6000干旱脅迫試驗。

2016年12月29日在實驗室進(jìn)行人工模擬干旱脅迫試驗。參考岳樺等[12]、章堯想等[13]和馮慧芳等[14]研究方法，按輕度干旱到重度干旱脅迫設(shè)置5%、10%、15%、20%、25%和30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000進(jìn)行脅迫。將長勢基本一致的黃竹苗帶土移至實驗室，用自來水小心沖洗植物并保持幼苗根莖葉的完整性，選取未受損的幼苗在無菌蒸餾水培養(yǎng)24 h后，用紗布吸干表面水分。將其移入預(yù)先配制好的盛有5%、10%、15%、20%、25%和30%等6個不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000溶液及CK的容器中，各培養(yǎng)瓶放置6株，重復(fù)3次。實驗室溫度范圍為(23±2)℃、濕度范圍為(60±3)%。將全部植株移入溶液后開始計時，每8 h對處理幼苗進(jìn)行數(shù)碼拍照，并在各培養(yǎng)瓶東西南北4個方向各取1片葉片進(jìn)行生理指標(biāo)的測定。脅迫32 h后復(fù)水，并于復(fù)水8 h后采樣測定復(fù)水后的生理指標(biāo)。

葉片萎焉率采用直接觀測法；葉片相對含水率為{(葉片鮮質(zhì)量-葉片干質(zhì)量)/(葉片飽和鮮質(zhì)量-葉片干質(zhì)量)}×100%；相對電導(dǎo)率、游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性測定分別采用電導(dǎo)儀法、茚三酮比色法、硫代巴比妥酸加熱顯色法、蒽酮比色法、考馬斯亮藍(lán)G-250染色法、氮藍(lán)四唑比色法、愈創(chuàng)木酚比色法[15-17]；葉綠素SPAD值和總氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用植物營養(yǎng)速測儀測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0和Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG-6000脅迫對黃竹幼苗形態(tài)及葉片含水量的影響

植物的外在形態(tài)變化是其遭受干旱脅迫的最直觀的表現(xiàn)，也是判斷其能否在所在環(huán)境中生存的最基本標(biāo)準(zhǔn)[18]。根據(jù)脅迫過程中黃竹的形態(tài)變化特征，將黃竹幼苗萎焉指數(shù)分為5級(圖1)，隨著PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，黃竹幼苗葉片萎蔫速度加快。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的PEG-6000處理黃竹幼苗萎蔫速度最快，25% PEG-6000處理次之，均在8 h時即開始萎蔫變硬下垂；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的PEG-6000處理在8 h出現(xiàn)葉片卷曲下垂；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、10%的PEG-6000處理16 h出現(xiàn)葉片卷曲下垂；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PEG-6000處理16 h時葉片出現(xiàn)輕度卷曲。到24 h時，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%和25%的PEG-6000處理葉片萎蔫最為嚴(yán)重，隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的遞減，萎蔫程度呈遞減趨勢。32 h復(fù)水后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%和25%的PEG-6000處理葉片未見恢復(fù)，且萎蔫加劇，植株最后變得干硬。質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的PEG-6000處理32 h卷曲葉片未出現(xiàn)恢復(fù)現(xiàn)象，但葉片未繼續(xù)萎焉。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的PEG-6000處理葉片形狀恢復(fù)，葉片略微挺起；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的PEG-6000處理葉片逐漸恢復(fù)正常狀態(tài)，且葉芽恢復(fù)正常。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PEG-6000處理株型完全恢復(fù)正常狀態(tài)。這說明PEG-6000的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，葉片萎蔫發(fā)生時間越早，黃竹幼苗受到傷害越大。

A為植株正常形態(tài)，其株型直立挺拔飽滿，葉片顏色嫩綠有光澤，萎蔫度為0；B為萎蔫級數(shù)為1級，嫩葉輕度向內(nèi)卷曲，老葉顏色嫩綠且具光澤，萎蔫度達(dá)10%左右；C為萎蔫級數(shù)為2級，嫩葉重度向內(nèi)卷曲，老葉葉緣輕度向內(nèi)卷曲，萎蔫度達(dá)40%左右；D為萎蔫級數(shù)為3級，幼葉葉片失去光澤，老葉嚴(yán)重向內(nèi)卷曲下墜，萎蔫度達(dá)80%左右；E為萎蔫級數(shù)為4級，植株葉片全部變干，葉脈凸顯莖上端呈失水狀態(tài)，萎蔫度達(dá)100%。

葉片相對含水量與葉片水勢關(guān)系密切，是葉片萎焉程度的直接體現(xiàn)。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PEG-6000處理下，黃竹幼苗葉片相對含水量均隨脅迫時間的延長而下降，且隨著PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，葉片相對含水量降低(表1)。PEG-6000脅迫8 h后，葉片相對含水量在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PEG-6000處理下與CK無顯著差異，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～30%的PEG-6000處理下均低于CK。16 h時，隨PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，葉片相對含水量減小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PEG-6000處理與CK無明顯差異；其他各質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理葉片相對含水量急劇下降，遠(yuǎn)低于CK，差異顯著。隨著脅迫時間的延長，各處理葉片相對含水量持續(xù)下降。復(fù)水后8 h(即第40 h)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%和15%的PEG-6000處理的葉片相對含水量升高至CK同一水平；20%的PEG-6000處理葉片相對含水量相對穩(wěn)定；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30%的PEG-6000處理下葉片相對含水量繼續(xù)下降。這說明隨PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高(干旱脅迫加劇)，黃竹幼苗葉片失水速率加快，且PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%會對葉吸水機(jī)能造成永久性損害。

2.2 PEG-6000滲透脅迫對黃竹幼苗葉片膜脂產(chǎn)物的影響

相對電導(dǎo)率表示植物細(xì)胞膜的相對透性，其大小可直觀反映脅迫對植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞程度；丙二醛是植物細(xì)胞膜脂過氧化物之一，與細(xì)胞內(nèi)各種成分發(fā)生反應(yīng)，造成細(xì)胞酶和膜的嚴(yán)重?fù)p傷，可反映植物細(xì)胞受脅迫程度[18]。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000脅迫下，黃竹幼苗葉片相對電導(dǎo)率和丙二醛質(zhì)量摩爾濃度隨脅迫時間的延長而升高，且隨著PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，葉片相對電導(dǎo)率均升高，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度在5%～20% PEG-6000脅迫下均升高，在25%～30% PEG-6000脅迫下出現(xiàn)波動變化(表1)。PEG-6000脅迫后，葉片相對電導(dǎo)率與丙二醛質(zhì)量摩爾濃度均高于對照。至32 h時，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%、25%和30%的PEG-6000脅迫下相對電導(dǎo)率均達(dá)到最大值，復(fù)水后質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的PEG-6000處理其相對電導(dǎo)率下降至與CK同一水平，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、25%和30%的PEG-6000處理均有不同程度的下降，但仍遠(yuǎn)高于CK。

丙二醛質(zhì)量摩爾濃度在PEG-6000脅迫下變化更為敏感，隨著脅迫時間的延長，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%和20% PEG-6000處理的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度均緩慢上升；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% PEG-6000處理的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度呈先上升后下降的趨勢，在24 h時達(dá)到最大值53.82 μmol·g-1；30% PEG-6000處理的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度呈現(xiàn)上升后下降，再上升的趨勢。復(fù)水后，各脅迫處理的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度均有不同程度的下降，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%和15%的PEG-6000處理葉片丙二醛質(zhì)量摩爾濃度下降到與CK同一水平。這說明隨PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，黃竹幼苗葉片膜透性和產(chǎn)物增加，且葉片丙二醛質(zhì)量摩爾濃度較葉片相對電導(dǎo)率，對干旱脅迫的響應(yīng)更為敏感。

2.3 PEG-6000滲透脅迫對黃竹幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物的影響

可溶性糖和可溶性蛋白的積累與細(xì)胞滲透性有直接的關(guān)系，與植株抗旱性密切相關(guān)；游離脯氨酸維持細(xì)胞水勢，當(dāng)植株受到逆境脅迫時，其含量升高，從而提高植物的抗逆性[19]。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000處理，黃竹幼苗葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)和游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有不同程度的升高(表2)。隨脅迫時間的延長，可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均急劇上升；游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈波動上升趨勢，均高于CK。復(fù)水后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%和15%的PEG-6000處理的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有不同程度的下降，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、25%和30%的PEG-6000處理，可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍保持較高水平。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%和20%的PEG-6000處理，葉片游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)水后下降，但仍高于CK；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30%的PEG-6000處理，游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍緩慢增加。這說明隨PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，黃竹幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物：可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均增加，但超過超過調(diào)節(jié)閾值，對黃竹葉片膜滲透系統(tǒng)的損傷便不可逆。

表1 干旱脅迫及復(fù)水處理對黃竹幼苗葉片相對含水量、相對電導(dǎo)率和丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的影響

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；在相同PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同脅迫時間的條件下，同列不同小字寫母表示差異顯著(P<0.05)。

表2 干旱脅迫及復(fù)水處理對黃竹幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物的影響

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；在相同PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同脅迫時間條件下，同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 PEG-6000滲透脅迫對黃竹幼苗葉片細(xì)胞保護(hù)酶活性的影響

細(xì)胞保護(hù)酶協(xié)調(diào)工作，防止細(xì)胞內(nèi)活性氧水平過高，統(tǒng)稱保護(hù)酶系統(tǒng)[20]。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PEG-6000處理對黃竹幼苗葉片超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性在低質(zhì)量分?jǐn)?shù)PEG-6000脅迫時均增加，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)PEG-6000脅迫時呈先增加后急劇降低的趨勢(表3)。隨PEG-6000脅迫時間的延長，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%和15%的PEG-6000處理，黃竹幼苗葉片超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性均上升，復(fù)水后有一定程度下降，葉片酶活性均高于CK；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、25%和30%的PEG-6000處理，葉片超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性均先升高后下降，呈單峰型變化趨勢，復(fù)水后酶活性下降速度變緩，且均低于CK。

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、25%和30% PEG-6000處理，葉片超氧化物歧化酶活性峰值分別出現(xiàn)在24、24和16 h，葉片過氧化物酶活性峰值分別出現(xiàn)在16、8和8 h，過氧化物酶活性的峰值均早于超氧化物歧化酶活性。復(fù)水后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%和15%的PEG-6000處理，葉片細(xì)胞保護(hù)酶活性均大幅下降，超氧化物歧化酶活性平均為109.50 U·g-1·h-1，比CK高67.94%；過氧化物酶活性平均為24.03 U·g-1·min-1，比CK高40.61%。這說明低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000脅迫下，黃竹葉片細(xì)胞保護(hù)酶活性增加；高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000脅迫下，葉片保護(hù)酶活性失調(diào)。過氧化物酶活性對干旱的響應(yīng)速度較超氧化物歧化酶活性快，PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)>15%的干旱脅迫，對黃竹幼苗葉片細(xì)胞膜系統(tǒng)穩(wěn)定性有潛在的危害。

表3 干旱脅迫及復(fù)水處理對葉片細(xì)胞保護(hù)酶活性、葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；在相同PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同脅迫時間條件下，同列不同小字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.5 PEG-6000滲透脅迫對黃竹幼苗葉片葉綠素SPAD值和總氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

葉片葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)受多種因素影響，而干旱脅迫為重要的影響因子[21-22]。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000處理對葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較小(表3)。隨著PEG-6000脅迫程度升高和時間延長，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%和20%的PEG-6000處理，葉綠素SPAD值均呈先緩慢上升后穩(wěn)定的趨勢，總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)緩慢上升；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30%的PEG-6000處理，葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈現(xiàn)先緩慢上升后急劇下降的規(guī)律，呈單峰型曲線。其中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30% PEG-6000處理葉綠素SPAD值均在16 h達(dá)峰值，總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)峰值分別出現(xiàn)在24和16 h時。復(fù)水后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30% PEG-6000處理葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)降低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%和20% PEG-6000處理葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)均相對穩(wěn)定，分別穩(wěn)定在29.1～31.9和2.6～2.9 g·kg-1。這說明PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%～20%脅迫下，黃竹幼苗葉片葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)的波動可穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，但高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG-6000脅迫會降低葉片葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3 結(jié)論與討論

干旱脅迫下植物外部形態(tài)隨時間的延長有明顯變化，最先表現(xiàn)出來的是植物的葉片和嫩芽等部分[23]。本研究中黃竹幼苗葉片的萎蔫和相對含水量作為外部形態(tài)指標(biāo)，結(jié)果表明萎蔫等級和相對含水量能夠直觀地反映出干旱脅迫對黃竹幼苗的傷害程度。隨PEG-6000質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高和時間延長，黃竹幼苗葉片的萎蔫逐步增強(qiáng)，相對含水量下降。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30% PEG-6000處理下，干旱脅迫對黃竹幼苗的傷害是不可逆的；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% PEG-6000處理下，復(fù)水后新芽恢復(fù)活力；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%和15% PEG-6000處理，復(fù)水后形態(tài)逐漸恢復(fù)并正常生長?？梢婞S竹在受到一定程度的干旱脅迫時，通常能發(fā)揮自身調(diào)節(jié)機(jī)制來應(yīng)對干旱造成的傷害。這種自我調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)起到延緩干旱傷害的作用，但超過一定的限度，這種調(diào)節(jié)便失去作用，且植株受到的干旱損傷會繼續(xù)加大。

植物在逆境條件下，細(xì)胞體內(nèi)活性氧的不斷積累加速質(zhì)膜過氧化的反應(yīng)，引起丙二醛等物質(zhì)的積累，會嚴(yán)重?fù)p傷細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞膜透性的增大和胞間物質(zhì)的外滲，致使植物相對電導(dǎo)率增大，相對電導(dǎo)率的大小是衡量膜結(jié)構(gòu)和功能完整性的可靠指標(biāo)[24-25]?？扇苄蕴恰⒖扇苄缘鞍缀陀坞x脯氨酸是植物葉片細(xì)胞內(nèi)的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在干旱脅迫下細(xì)胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的增加，可以降低滲透勢，有利于植物在干旱條件下吸收水分，從而提高抗旱能力[26]。本項研究中，隨脅迫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高和脅迫時間延長，黃竹的相對電導(dǎo)率和丙二醛質(zhì)量摩爾濃度逐漸升高，說明干旱脅迫加劇丙二醛等對膜有害物質(zhì)的積累，使細(xì)胞膜系統(tǒng)受到了損傷。在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(20%、25%和30%)PEG-6000脅迫下，8 h后可溶性糖、可溶性蛋白和游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速提高，后緩慢降低或波動性較大，說明高強(qiáng)度的干旱脅迫已經(jīng)破壞黃竹幼苗的滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)或使其功能紊亂，植株不能正常生長；在適宜的干旱脅迫下，黃竹幼苗能積極響應(yīng)脅迫環(huán)境，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)緩慢上升，復(fù)水后又向正常水平靠攏，說明黃竹幼苗在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% PEG-6000脅迫下均能正常生長。

超氧化物歧化酶作為植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，是清除細(xì)胞中多余的超氧根陰離子的重要途徑。過氧化物酶具有逆境初期表達(dá)，清除H2O2，表現(xiàn)為保護(hù)效應(yīng)；逆境后期表達(dá)，參與活性氧的生成、葉綠素的降解，并能引發(fā)膜脂過氧化作用，表現(xiàn)為傷害效應(yīng)性[27-28]。姜慧芳等[29]和胡景江等[30]的研究表明在干旱脅迫中超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性先下降后上升，與本項研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)在適度的干旱脅迫下，超氧物歧化酶和過氧化物酶活性均呈先升后降趨勢，當(dāng)脅迫時間延長、脅迫程度加深超出了黃竹幼苗可以忍耐的程度后，超氧物歧化酶和過氧化物酶活性呈降低趨勢。這說明黃竹幼苗在干旱脅迫下能保持更高的超氧物歧化酶和過氧化物酶活性來清除活性氧，提高抗旱能力，但超過一定脅迫程度，即質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%的PEG-6000，細(xì)胞保護(hù)酶活性便急劇下降甚至失效。

葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)受干旱的影響，隨干旱程度加重和持續(xù)時間的延長而有一定程度的降低，是植物自身對干旱反應(yīng)的一種指標(biāo)[31-32]。在本項研究中，在重度脅迫(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30% PEG-6000)的情況下，黃竹葉片嚴(yán)重卷曲下墜，即使在復(fù)水后也很難恢復(fù)，所以其葉綠素SPAD值不能恢復(fù)到其正常水平；輕度脅迫(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～15% PEG-6000)水平下，在復(fù)水后其葉型可逐步恢復(fù)至正常狀態(tài)，因此其葉綠素SPAD值又可恢復(fù)至正常水平。而在整個實驗過程中，可能是實驗時間的限制，黃竹幼苗葉片葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終在一個較小的范圍內(nèi)變化，不能像其他指標(biāo)一樣極為靈敏的響應(yīng)干旱脅迫，因此可作為本實驗黃竹幼苗抗性的輔助指標(biāo)，其更為顯著的相關(guān)性有待后期進(jìn)一步研究探討。

綜上所述，從對黃竹幼苗葉片的外觀形態(tài)變化、葉片相對含水量、膜脂產(chǎn)物、滲透調(diào)節(jié)物、細(xì)胞保護(hù)酶活性和葉綠素等抗旱性生理指標(biāo)的綜合分析得出，不同PEG-6000干旱脅迫對黃竹幼苗抗旱性生理指標(biāo)有影響顯著，葉片萎焉等級和相對含水率與脅迫劑PEG-6000的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)，丙二醛質(zhì)量摩爾濃度、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、游離脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超氧化物歧化酶活性和過氧化物酶活性在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)，可直接作為黃竹幼苗抗旱性評價指標(biāo)。葉綠素SPAD值和總N質(zhì)量分?jǐn)?shù)在較小范圍內(nèi)變化，可作為黃竹幼苗抗旱性評價輔助指標(biāo)。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～15% PEG-6000模擬干旱脅迫下，黃竹幼苗能通過自身調(diào)節(jié)進(jìn)行正常生長，質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過15%的PEG-6000，黃竹幼苗則不能通過自身調(diào)節(jié)正常生長。通過適度的干旱脅迫可一定程度的提高黃竹幼苗的耐旱性，對于評價黃竹幼苗的抗旱性以及育苗栽培具有一定的理論和指導(dǎo)意義。