2種藥用觀賞植物的抗旱性比較

武 敏，王 松，康紅梅，王 晉，薄 偉

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所），山西太原 030031）

在大健康產(chǎn)業(yè)背景下，發(fā)展及挖掘藥食同源植物是大勢所趨，同時在園林綠化中，選擇適用于園林綠化并具有藥用和食用等經(jīng)濟(jì)價值的植物也成為現(xiàn)代園林的發(fā)展方向[1-3]。藥用觀賞植物是指既具藥用價值又具觀賞價值的植物[4-5]。將藥用植物的觀賞特性與它的保健功能應(yīng)用于園林植物種植中，形成具有保健功能的景色優(yōu)美的植物群落，現(xiàn)已成為人們研究園林植物種植的一大重點。藥用植物的觀賞價值主要體現(xiàn)在植株本身的花、果、葉、莖、芽以及姿態(tài)等方面[6-7]。干旱是限制藥用觀賞植物生長發(fā)育、基因表達(dá)和產(chǎn)量藥效的環(huán)境因素，研究其抗旱性對提高藥用觀賞植物的觀賞性和藥用性有重要意義[8-9]。太原地區(qū)較為干旱，紫萼玉簪和蘭州百合是太原市新引進(jìn)栽植的藥用觀賞植物。本研究以藥用觀賞植物紫萼玉簪和蘭州百合為研究對象，分析干旱脅迫對植物生理生化指標(biāo)的影響，并對其抗旱能力評價，為太原市園林綠化中引進(jìn)藥用觀賞植物品種提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以紫萼玉簪和蘭州百合為試驗材料（表1），均種植于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院種質(zhì)資源圃，栽培基質(zhì)為壤土。

1.2 試驗方法

2019 年5 月選長勢一致的2 種藥用觀賞植物裝盆轉(zhuǎn)入日光溫室緩苗，7 月進(jìn)行盆栽自然干燥控水試驗。取相同量試驗田表層土裝入花盆，紫萼玉簪和蘭州百合分別栽植10 盆，花盆直徑20 cm、高30 cm[10]。各盆植物在干旱脅迫0 d 澆足水，之后不再澆水，連續(xù)干旱脅迫28 d。

1.3 測定項目及方法

分別在干旱0、7、14、21、28 d，對抗旱指標(biāo)進(jìn)行測定，每次3 次重復(fù)，取平均值。生理指標(biāo)包括葉片相對含水量（RWC）、離體葉片失水速率（RWL）、葉綠素（Chl）含量、電導(dǎo)率（EC）。生化指標(biāo)包括丙二醛含量（MDA）、可溶性蛋白含量（SP）、超氧化物歧化酶（SOD）活性和過氧化物酶（POD）活性[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 24.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對2 種藥用觀賞植物生理指標(biāo)的影響

從表2 可以看出，隨著干旱脅迫持續(xù)，2 種藥用觀賞植物的RWC 呈下降趨勢，干旱脅迫結(jié)束時，與CK 相比，紫萼玉簪和蘭州百合的RWC 分別下降了33.5%和20.1%。紫萼玉簪在干旱脅迫7～14 d時RWC 下降了14.7%，蘭州百合則在14～21 d 時RWC 下降了13.5%，出現(xiàn)較大幅度下降的干旱天數(shù)不同，說明紫萼玉簪在14 d 時受到干旱影響較大，而蘭州百合則在21 d 時才受到干旱的較大影響，表現(xiàn)為蘭州百合較為耐旱。RWL 呈下降趨勢，蘭州百合的RWL 一直低于紫萼玉簪。干旱脅迫結(jié)束時，與CK 相比，紫萼玉簪和蘭州百合的RWL 分別下降了73.2%和76.4%。在7～14 d，二者RWL出現(xiàn)較大幅度下降，說明二者在干旱脅迫14 d 時，都受到了較嚴(yán)重的干旱影響，水分散失較快。從水分生理指標(biāo)判斷，蘭州百合的RWC 下降較少，保水能力較強，RWL 較低，失水速率低，能夠較好地抵御干旱逆境。

表2 干旱脅迫對藥用觀賞植物生理指標(biāo)的影響

干旱脅迫0～28 d，紫萼玉簪Chl 含量表現(xiàn)為下降，下降了30.7%。蘭州百合Chl 含量表現(xiàn)為先升高后下降，在脅迫14 d 時Chl 含量為0.565 mg/g，為最高，上升了63.8%，干旱脅迫0～28 d 時Chl 含量下降了28.4%。蘭州百合Chl 含量下降較少，較為耐旱。干旱會抑制Chl 合成，加速Chl 分解，使得Chl含量變化，進(jìn)而影響植物光合作用，Chl 含量作為植物抗旱性的評價指標(biāo)，一般認(rèn)為Chl 含量增加較多或下降較少，抗旱性相對較強[12-13]。紫萼玉簪Chl 含量下降，說明干旱脅迫時Chl 合成速率小于Chl 的分解速率。蘭州百合Chl 含量先升高后降低，干旱脅迫14 d 時最高，可能是蘭州百合生長雖受到抑制，但Chl 合成大于分解。蘭州百合在干旱初期適應(yīng)干旱環(huán)境，維持正常光合作用，在14 d 后降低,可能與干旱下膜脂過氧化而產(chǎn)生活性氧、丙二醛對Chl 破壞有關(guān)。

隨著干旱脅迫持續(xù)，二者的EC 呈現(xiàn)上升趨勢，與CK 相比，紫萼鳶尾和蘭州百合的EC 上升幅度分別為60.8%和59.8%，蘭州百合的EC 上升較少，比紫萼鳶尾較耐旱。植物受到干旱后水分缺失，導(dǎo)致植物細(xì)胞膜脂過氧化而受到傷害，膜透性增加，植物EC 變大[14-15]。本試驗中2 種藥用觀賞植物的EC 均變大，但蘭州百合的EC 上升較少，干旱前后差別不大。綜合藥用觀賞植物生理指標(biāo)看，蘭州百合比紫萼玉簪較為耐旱。

2.2 干旱脅迫對2 種藥用觀賞植物生化指標(biāo)的影響

從表3 可以看出，在持續(xù)的干旱脅迫下，2 種藥用植物的MDA 含量都呈增加趨勢，與CK 相比，紫萼玉簪和蘭州百合的MDA 含量分別增加了1.96 倍和1.45 倍。干旱脅迫7～14 d，2 種植物的MDA 含量增加幅度分別為66.5%和57.3%，說明蘭州百合較為耐旱。干旱會引起植物細(xì)胞膜脂過氧化，膜脂過氧化程度越大，細(xì)胞膜系統(tǒng)被破壞程度越大，MDA為膜脂過氧化最終產(chǎn)物，其含量反映植物遭受逆境傷害的程度，反映植物抗逆性。干旱脅迫下，MDA含量增加，含量增加越多，抗旱性越弱[16-17]。有研究表明，MDA 含量隨著干旱脅迫會先增后降，說明植物組織在干旱脅迫至一定程度下遭到破壞，而這個峰值出現(xiàn)的越晚，其忍耐水分脅迫的能力越強[18]。本試驗中2 種藥用觀賞植物MDA 含量均上升，紫萼玉簪的MDA 含量上升趨勢較大，蘭州百合則受干旱脅迫影響相對較小，MDA 含量上升較小，較抗旱。

表3 干旱脅迫對2 種藥用觀賞植物生化指標(biāo)的影響

紫萼玉簪和蘭州百合的SP 含量隨著干旱脅迫都表現(xiàn)為上升趨勢，與CK 相比，分別上升了2.03 倍和2.43 倍，蘭州百合的SP 積累量較高，較耐旱。SP是植物細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物遭遇干旱時可通過積累SP 使細(xì)胞滲透勢下降，降低干旱對植物傷害，SP 積累量越大，抗旱性越強[19]。本試驗中，紫萼玉簪和蘭州百合SP 含量均升高，表示二者均具有一定的抗旱能力，蘭州百合上升較高，較耐旱。

紫萼玉簪的SOD 和POD 活性表現(xiàn)為先上升后下降。在14 d 時達(dá)到最高值，酶活力最高，說明14 d時紫萼玉簪有對SOD 和POD 活性較高的調(diào)節(jié)能力，之后下降，調(diào)節(jié)能力下降直至喪失。蘭州百合在干旱脅迫下，SOD 活性表現(xiàn)為先上升后下降，在21 d時達(dá)到最高值；POD 活性呈現(xiàn)持續(xù)上升，說明21 d時蘭州百合有對SOD 和POD 活性較高的調(diào)節(jié)能力，能有效清除活性氧，降低對膜脂過氧化水平?；钚匝醮罅慨a(chǎn)生會阻礙植物生長甚至導(dǎo)致死亡，POD 和SOD 可使植物體內(nèi)活性氧維持在正常水平，且2 種酶在干旱脅迫下的變化具有一定程度的協(xié)同性。植物遭遇干旱時，保護(hù)酶活性增加越大，抗旱能力越強[20-21]。干旱情況下，活性氧和自由基對細(xì)胞膜脂的過氧化作用造成對植物的傷害，保護(hù)酶活性增加能有效清除這些過氧化作用，減小植物組織的細(xì)胞膜傷害[22-23]。綜合藥用觀賞植物生化指標(biāo)看，蘭州百合比紫萼玉簪較為耐旱。

3 結(jié)論與討論

植物抗旱性是一個多因素影響的復(fù)雜數(shù)量性狀，需要結(jié)合植物多個指標(biāo)來判斷植物抗旱性[24-25]。本研究表明，從生理指標(biāo)來看，隨著干旱脅迫持續(xù)，蘭州百合具有較好的保水和抗脫水能力；葉綠素含量均表現(xiàn)為下降，但蘭州百合下降幅度小于紫萼玉簪；細(xì)胞質(zhì)膜透性增加，電導(dǎo)率均上升，蘭州百合上升幅度較?。粡纳笜?biāo)來看，丙二醛含量均上升，蘭州百合上升幅度較??；可溶性蛋白含量均上升，蘭州百合上升幅度較大；紫萼玉簪的SOD 和POD活性先上升后下降，在14 d 時達(dá)到最高值；蘭州百合SOD 活性先上升后下降，在21 d 時達(dá)到最高值；POD 活性均呈現(xiàn)上升。通過8 個植物生理和生化指標(biāo)的平均值，對2 種藥用觀賞植物抗旱性作出初步判斷為蘭州百合＞紫萼玉簪。

綜上所述，植物在干旱環(huán)境中生長繁殖是受多因素影響的復(fù)雜綜合性狀，一般通過植物干旱脅迫下的生理生化指標(biāo)的變化來綜合評價[26-28]。另外，可結(jié)合干旱脅迫下葉片組織解剖構(gòu)造變化、光合響應(yīng)變化、藥用植物有效成分變化，以及結(jié)合分子生物學(xué)了解植物對干旱脅迫響應(yīng)的分子機制等來進(jìn)一步深入研究。另外，蘭州百合原產(chǎn)地為蘭州，具有較強的耐旱耐寒性，引進(jìn)太原后仍然表現(xiàn)出較強的耐旱性，且花朵為亮橙黃色，在太原少有種植。在進(jìn)行園林地被植物配置時，結(jié)合觀賞植物花期、花朵顏色以及藥用植物的功能特性，合理選擇藥用觀賞植物，打造具有具有功能特性的專業(yè)園林，對干旱的太原地區(qū)園林綠地景觀的可持續(xù)性發(fā)展具有重要意義。