滇楸優(yōu)良無性系對(duì)水淹脅迫的生理響應(yīng)及綜合評(píng)價(jià)

杜克兵，彭 嬋，趙天宇，黃國(guó)偉，馬林江，張新葉

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) a.園藝林學(xué)學(xué)院；b.湖北省林業(yè)信息技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430070；2.湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430075；3.襄陽市林業(yè)科學(xué)研究所，湖北 襄陽 441052）

滇楸Catalpa fargesiiBur.f.duclouxii為紫葳科Bignonicaceae 梓樹屬的落葉喬木，是集用材、觀賞和防風(fēng)固沙等多種功能的優(yōu)良樹種，主要分布在我國(guó)云南、貴州、四川、湖南、湖北、廣東等省[1]。因木材材質(zhì)優(yōu)良，滇楸被廣泛應(yīng)用于家具、建筑、工藝等行業(yè)[2]。湖北省江漢平原于2008年開始引種種植滇楸人工林，多年栽培試驗(yàn)表明，它們?cè)诮瓭h平原生長(zhǎng)良好，可作為新型工業(yè)用材樹種，目前已經(jīng)選育出一批優(yōu)良無性系[3-4]。同時(shí)，筆者也觀察到滇楸對(duì)土壤水分過多十分敏感，地下水位較高以及季節(jié)性積水的地區(qū)植株長(zhǎng)勢(shì)弱，生長(zhǎng)量小，甚至成片死亡[5]。研究滇楸在淹水逆境下的生理響應(yīng)機(jī)制，并綜合評(píng)價(jià)其抗?jié)衬芰哂兄匾囊饬x。滇楸和楸樹為我國(guó)特有的鄉(xiāng)土樹種，抗逆性研究起步較晚，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)在楸樹的抗?jié)承匝芯可先〉昧艘恍┻M(jìn)展，但缺乏全面和系統(tǒng)性，而滇楸抗?jié)承詣t鮮有報(bào)道。本研究選取了湖北省林業(yè)科學(xué)研究院選育的4 個(gè)滇楸優(yōu)良無性系和1 個(gè)楸樹（C.bungei）優(yōu)良無性系（作為滇楸抗?jié)承缘膶?duì)照）為材料，開展人工淹水脅迫試驗(yàn)，研究不同無性系在淹水脅迫下的生理響應(yīng)，并采用16 項(xiàng)不同指標(biāo)對(duì)其抗?jié)承赃M(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，以期為長(zhǎng)江中下游季節(jié)性淹水地區(qū)滇楸優(yōu)良抗?jié)碂o性系的選擇、推廣與應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以湖北省林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)與園林研究所選育的優(yōu)良無性系滇楸64#（簡(jiǎn)稱DQ64）、滇楸67#（簡(jiǎn)稱DQ67）、滇楸72#（簡(jiǎn)稱DQ72）、滇楸78#（簡(jiǎn)稱DQ78）和楸樹2#（簡(jiǎn)稱QS2）為試驗(yàn)材料，共5 個(gè)無性系。

1.2 植株培養(yǎng)

3月中旬，以5 個(gè)無性系（DQ64、DQ67、DQ72、DQ78、QS2）高3～4 cm 的生根試管苗為試材，移栽于裝有營(yíng)養(yǎng)土（山東商道生物科技股份有限公司，中國(guó)）的棕色塑料缽中（18 cm×14 cm×16 cm），并覆蓋透明塑料杯保濕，每缽移栽1 株，缽底有12 個(gè)直徑約1.2 cm 的排水孔。15 d 后移除覆蓋的塑料杯自然生長(zhǎng)。所有材料均于溫室內(nèi)進(jìn)行移栽和培養(yǎng)。

1.3 淹水處理

5 個(gè)無性系的平均高度為40～50 cm 時(shí)，篩選生長(zhǎng)狀況良好且長(zhǎng)勢(shì)一致的單株開始淹水試驗(yàn)。全部植株隨機(jī)分配到對(duì)照處理和淹水處理中：1）對(duì)照處理（CK），正常水分管理，土壤含水量為田間最大持水量的70%～75%；2）淹水處理，植株置于水箱中淹水，保持水面高出土壤表面10 cm。各個(gè)無性系每個(gè)處理的植株隨機(jī)分為2 組：第一組用于表型、生長(zhǎng)量、生理生態(tài)等對(duì)植株無損傷的指標(biāo)的觀測(cè)，植株采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，5 個(gè)區(qū)組，3 株/小區(qū)；第二組用于葉片與細(xì)根的采集，進(jìn)行相關(guān)生理指標(biāo)的測(cè)定，植株完全隨機(jī)排列，9 株/無性系。淹水處理共計(jì)14 d。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 形態(tài)觀察

試驗(yàn)期間，每天觀察5 個(gè)無性系各個(gè)處理第一組植株的形態(tài)變化（包括葉片的顏色和數(shù)量、皮孔的膨大、不定根的產(chǎn)生等）以及死亡情況。

1.4.2 苗高與地徑

試驗(yàn)的第0 天和第14 天，分別測(cè)定5 個(gè)無性系各個(gè)處理第一組植株的苗高和地徑，計(jì)算試驗(yàn)期間苗木的生長(zhǎng)量。

1.4.3 葉片氣體交換、葉綠素?zé)晒馀c葉綠素含量（SPAD 值）

試驗(yàn)的第0、7 和14 天，分別測(cè)定5 個(gè)無性系第一組植株的葉片氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒馀c葉綠素含量，5 株/處理。測(cè)定于9:00—11:00 晴朗無云天氣進(jìn)行，選取頂端以下第6 片完全展開的健康葉片測(cè)量。葉片氣體交換參數(shù)采用Li-6400光合測(cè)定系統(tǒng)（Li-cor Inc.，Lincoln，NE，USA）測(cè)定，光照強(qiáng)度1 500 μmol·m?2·s?1，氣體流速500 umol·s?1。測(cè)定內(nèi)容包括凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度/環(huán)境CO2濃度（Ci/Ca）等，潛在水分利用效率RWUEi=Pn/Gs[6]。采用Li-6400 熒光測(cè)定系統(tǒng)（Li-COR Inc.，Lincoln，NE，USA）測(cè)定葉綠素?zé)晒?，自然條件下葉片先暗適應(yīng)20 min，然后測(cè)定其初始熒光（Fo）、可變熒光（Fv）和最大熒光（Fm）等參數(shù)。葉綠素含量采用SPAD-502plus 型便攜式葉綠素測(cè)定儀（Konica Minolta Inc，Japan）測(cè)定SPAD 值。

1.4.4 生理指標(biāo)：

試驗(yàn)的第14 天，分別采集5 個(gè)無性系第二組植株的葉片與細(xì)根，用于相對(duì)電導(dǎo)率（RMP）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）和根系活力的測(cè)定。葉片采集植株頂端以下完全展開的第6～7 片葉，去除主脈；細(xì)根以蒸餾水快速洗凈，濾紙吸干表面水分。全部樣品用液氮速凍后，于-80℃冰箱中保存?zhèn)溆?。RMP、MDA 含量、Pro 含量、根系活力的測(cè)定，參照王學(xué)奎等[7]的方法進(jìn)行：采用3173 便攜式電導(dǎo)率儀（Jenco Instruments，Inc，USA）測(cè)定葉片RMP；采用TBA 法（硫代巴比妥酸）測(cè)定葉片MDA 含量；采用酸性茚三酮比色法測(cè)定葉片與細(xì)根Pro 含量；采用TTC 法（2,3,5-三苯基氯化四氮唑）測(cè)定根系活力。

1.5 數(shù)據(jù)分析

圖表中的顯示數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Means±SE），其中葉片氣體交換參數(shù)（Pn、Gs、Tr、RWUEi）、葉綠素?zé)晒猓‵v、Fv/Fo、Fv/Fm）與葉綠素含量（SPAD 值）的對(duì)照值均為其第0、7 和14 天對(duì)照處理的平均值。采用SAS 8.1統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）和多重比較（Duncan’s），方差分析前所有百分?jǐn)?shù)均進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。淹水脅迫對(duì)植株造成的影響采用淹水變化率評(píng)價(jià)，淹水變化率=[(對(duì)照處理-淹水處理)/對(duì)照處理]×100%。

采用隸屬函數(shù)值法對(duì)5 個(gè)無性系的抗?jié)承赃M(jìn)行評(píng)價(jià)。分別計(jì)算每個(gè)無性系的Pn、Tr、Gs、Ci/Ca、RWUEi、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm、SPAD、MDA、Pro、RMP、根系活力等指標(biāo)在淹水第7 天和14 天的抗?jié)诚禂?shù)（=1-淹水變化率）的隸屬函數(shù)值。如果分析指標(biāo)與抗?jié)承猿收嚓P(guān)，則其計(jì)算公式為：

如果分析指標(biāo)與抗?jié)承猿守?fù)相關(guān)，則計(jì)算公式為：

式（1）～（2）中：U(xi)是i品種某個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；x代表i無性系某個(gè)指標(biāo)的均值；xmax是所有材料中某個(gè)指標(biāo)的最大值；xmin是所有材料中某個(gè)指標(biāo)的最小值。將每個(gè)無性系各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值累加起來，求其平均值，均值越大則表明其抗?jié)承栽綇?qiáng)[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株形態(tài)

試驗(yàn)期間，5 個(gè)無性系的所有對(duì)照植株均未出現(xiàn)落葉和死亡現(xiàn)象，正常生長(zhǎng)。至試驗(yàn)結(jié)束（第14 天）成活率均為100%。淹水處理下，5 個(gè)無性系植株的形態(tài)均發(fā)生了明顯變化，包括葉片生長(zhǎng)減緩、黃化和萎蔫，皮孔膨大等。5 個(gè)無性系均于淹水3～4 d 后開始出現(xiàn)莖基部皮孔膨大的現(xiàn)象，但試驗(yàn)期間均未出現(xiàn)不定根。DQ78 與QS2 于第4天開始出現(xiàn)葉片黃化現(xiàn)象，DQ64 和DQ67 的葉片黃化現(xiàn)象出現(xiàn)在第5 天，DQ72 出現(xiàn)在第6 天。葉片萎蔫出現(xiàn)的時(shí)間除DQ64 發(fā)生在第10 天之外，其余無性系均出現(xiàn)在第9 天。至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，5 個(gè)無性系的淹水植株均出現(xiàn)了不同程度的萎蔫現(xiàn)象，從外部形態(tài)看，差異并不顯著。

2.2 生長(zhǎng)量

淹水脅迫對(duì)5 個(gè)無性系苗高的生長(zhǎng)都產(chǎn)生了顯著抑制作用（P＜0.05，圖1），但僅對(duì)DQ78和QS2 地徑的生長(zhǎng)產(chǎn)生了顯著抑制，其余3 個(gè)無性系的地徑生長(zhǎng)雖有降低，但與對(duì)照差異不顯著（P＞0.05）。至試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，DQ64、DQ67、DQ72、DQ78 和QS2 苗高的淹水變化率分別為74.67%、77.28%、60.89%、78.74% 和60.91%，地徑的淹水變化率分別為16.53%、21.18%、17.71%、24.73%和31.83%?？梢?，淹水處理對(duì)DQ72 苗高與地徑生長(zhǎng)的影響相對(duì)較小，對(duì)DQ67和DQ78 苗高與地徑生長(zhǎng)的影響相對(duì)較大。

圖1 淹水脅迫下5 個(gè)無性系苗高與地徑生長(zhǎng)量Fig.1 Height and root-collar diameter growth of the five clones under partial submergence treatment

2.3 葉片氣體交換參數(shù)與葉綠素含量

淹水脅迫顯著降低了5 個(gè)無性系葉片的Pn、Gs、Tr、RWUEi和葉綠素含量（SPAD 值），顯著提高 了Ci/Ca（P＜0.05，圖2）。Pn、Gs和Tr在淹水7 d 時(shí)已經(jīng)顯著降低，14 d 時(shí)持續(xù)下降，但下降幅度較淹水7 d 時(shí)小。除DQ72 之外，多數(shù)無性系的RWUEi在淹水7 d 時(shí)下降幅度較小，甚至略有上升；淹水14 d 時(shí)，除DQ72 之外，其余4 個(gè)無性系的RWUEi均大幅降低。淹水7 d時(shí)，Ci/Ca的變化不顯著，14 d 時(shí)大幅升高。SPAD 值自淹水處理開始持續(xù)下降，于第14 天時(shí)達(dá)到最小值，5 個(gè)無性系的變化趨勢(shì)一致。淹水7 d 和14 d 時(shí)，5 個(gè)無性系的Pn、Gs、Tr、RWUEi和SPAD值淹水變化率的平均值見表1。5 個(gè)無性系各個(gè)指標(biāo)的淹水變化率具有一定差異，其中DQ72 的SPAD 值變化較小，而Pn、Gs、Tr和RWUEi值的變化較大；DQ78 的SPAD 值變化較大，而Pn、Gs、Tr和RWUEi值的變化相對(duì)較小。

圖2 淹水脅迫下5 個(gè)無性系的葉片氣體交換參數(shù)與葉綠素含量Fig.2 Gas exchange parameters and chlorophyll contents in leaves of the five clones under partial submergence treatment

續(xù)圖2Continuation of Fig.2

2.4 葉片葉綠素?zé)晒?/h3>

淹水脅迫顯著降低了5 個(gè)無性系葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv、Fv/Fm和Fv/Fo（P＜0.05，圖3）。其中，F(xiàn)v反映了光系統(tǒng)Ⅱ（PS Ⅱ）光化學(xué)活性的大小；Fv/Fm（PS Ⅱ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量）反映了PS Ⅱ利用光能的能力和光抑制程度；Fv/Fo則反映了PS Ⅱ的潛在活性[9-12]。淹水7 d 時(shí)，除DQ72的Fv/Fo之外，5 個(gè)無性系的Fv、Fv/Fm和Fv/Fo均變化不顯著，至14 d 時(shí)出現(xiàn)顯著降低。淹水7 d和14 d 時(shí)，5 個(gè)無性系的Fv、Fv/Fm和Fv/Fo淹水變化率的平均值見表1。5 個(gè)無性系各個(gè)指標(biāo)的淹水變化率具有一定差異，其中DQ72 的變化相對(duì)較大，DQ78 的變化相對(duì)較小。

圖3 淹水脅迫下5 個(gè)無性系的葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fig.3 Chlorophyll fluorescence parameters in leaves of the five clones under partial submergence treatment

2.5 葉片相對(duì)電導(dǎo)率與MDA 含量

淹水脅迫顯著提高了5 個(gè)無性系的葉片相對(duì)電導(dǎo)率（RMP）與MDA 含量（P＜0.05，圖4）。隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)，RMP 值與MDA 含量在5個(gè)無性系中均持續(xù)增加，且對(duì)照、淹水7 d 和淹水14 d 的3 個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間均存在顯著差異。淹水7 d 時(shí)，DQ64、DQ67、DQ72、DQ78 和QS2的RMP 淹水變化率分別為-75.63%、-53.94%、-89.21%、-73.77%和-94.98%；淹水14 d 時(shí)，分別為-142.68%、-114.68%、-175.49%、-137.68%和-177.24%。對(duì) 于MDA 含量，DQ64、DQ67、DQ72、DQ78 和QS2 在淹水7 d 時(shí)的淹水變化率分別為-53.79%、-34.49%、-31.93%、-54.80% 和-49.82%；在淹水14 d 時(shí)的淹水變化率分別為-87.19%、-70.03%、-78.48%、-91.10% 和-103.47%。可見，淹水脅迫對(duì)DQ67 的RMP 的影響最小，對(duì)QS2 的影響最大。

圖4 淹水脅迫下5 個(gè)無性系的葉片相對(duì)電導(dǎo)率與MDA 含量Fig.4 Relative membrane permeability and malonaldehyde contents in leaves of the five clones under partial submergence treatment

2.6 葉片與細(xì)根的脯氨酸含量

淹水脅迫顯著提高了5 個(gè)無性系的葉片與細(xì)根中的脯氨酸含量（P＜0.05，圖5）。細(xì)根中脯氨酸含量的變化趨勢(shì)在5 個(gè)無性系中基本相同，隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高。葉片中脯氨酸含量的變化趨勢(shì)在不同無性系中略有不同。除DQ72 葉片中的脯氨酸含量隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高之外，其余4 個(gè)無性系的葉片中脯氨酸的含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。淹水7 d時(shí)，DQ64、DQ67、DQ72、DQ78 和QS2 的 葉片中脯氨酸含量的淹水變化率分別為-88.89%、-69.45%、-46.40%、-115.43% 和-76.12%；淹水14 d時(shí)，分別為-25.08%、-31.18%、-76.95%、-42.34%和-28.29%。在細(xì)根中，DQ64、DQ67、DQ72、DQ78 和QS2 在淹水7 d 時(shí)脯氨酸含量的淹水變化率分別為-219.93%、-150.85%、-106.70%、-78.00%和-133.48%；淹水14 d 時(shí)，分別為-322.46%、-292.35%、-195.59%、-79.39%和-198.36%?？梢姡退{迫下DQ78 的葉片中積累了較多的脯氨酸，DQ64 的細(xì)根中積累了較多的脯氨酸。

圖5 淹水脅迫下5 個(gè)無性系的葉片與細(xì)根中的脯氨酸含量Fig.5 Proline contents in leaves of the five clones under partial submergence treatment

2.7 根系活力

淹水脅迫顯著降低了5 個(gè)無性系的根系活力（P＜0.05，圖6）。隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)，5 個(gè)無性系的根系活力均持續(xù)降低，于14 d 時(shí)達(dá)到最小 值。DQ64、DQ67、DQ72、DQ78 和QS2 在 淹水7 d 時(shí)根系活力的淹水變化率分別為28.39%、27.70%、20.07%、27.61% 和41.58%。淹 水14 d時(shí)的淹水變化率分別為55.19%、50.33%、42.51%、52.14%和59.78%?？梢?，淹水脅迫對(duì)DQ72 根系活力的影響最小，對(duì)QS2 的影響最大。

圖6 淹水脅迫下5 個(gè)無性系的根系活力Fig.6 Root activity of the five clones under partial submergence treatment

2.8 隸屬函數(shù)分析

淹水脅迫下5 個(gè)無性系抗?jié)持笜?biāo)的隸屬函數(shù)值見表2。依據(jù)平均隸屬函數(shù)值的大小，5 個(gè)無性系抗?jié)承缘膹?qiáng)弱排序?yàn)椋篋Q67＞DQ78＞DQ72＞DQ64＞QS2。滇楸4 個(gè)無性系的抗?jié)承圆町惒幻黠@，但均強(qiáng)于QS2。

屬隸值數(shù)均函Average membership value 0.476 7光熒The membership values of floodingresistance indices平熒始變可/初光Fv/Fo 0.236 4最學(xué)率PSⅡ化效光子大量Fv/Fm 0.290 4可熒變光Fv 0.418 5水效分率潛利RWUEi在用0.491 9胞濃CO2 濃/環(huán)CO2境度間度Ci/Ca 0.385 9?值數(shù)騰率Tr函蒸速0.633 7屬隸的標(biāo)孔度Gs氣導(dǎo)指0.621 6澇抗合系率Pn光速性凈0.310 4無5 個(gè)酸系氨下根脯Proline 1.000 0迫脅水值片酸2 淹數(shù)函葉氨Table 2Themembership values of floodingresistance indicesin thefiveclones underpartialsubmergencetreatment脯Proline 0.307 8屬表隸標(biāo)片指葉MDA 0.265 4澇抗力系Root活根metabolism 0.439 2電RMP率導(dǎo)0.511 9葉SPAD素綠0.486 4徑地Ground diameter 1.000 0高苗Seedling height 0.227 9無Clones系性DQ64 0.530 1 0.500 0 0.500 0 0.500 0 0.386 4 0.345 4 0.514 5 0.583 9 0.325 2 0.694 7 0.225 8 0.944 1 0.596 1 1.000 0 0.587 3 0.696 1 0.081 8 DQ67 0.512 4 0.161 0 0.200 2 0.014 6 0.500 0 0.500 0 0.322 1 0.278 0 0.500 0 0.340 1 0.500 0 0.873 7 1.000 0 0.084 2 1.000 0 0.923 7 1.000 0 DQ72 0.527 5 0.712 7 0.719 6 0.856 6 0.993 5 0.792 1 0.500 0 0.500 0 0.930 2 0.000 0 0.666 4 0.185 0 0.545 6 0.574 4 0.000 0 0.463 7 0.000 0 DQ78 0.399 8 0.355 3 0.497 3 0.485 3 0.713 5 0.617 1 0.325 8 0.579 5 0.665 6 0.440 2 0.246 3 0.108 9 0.000 0 0.000 0 0.364 0 0.000 0 0.998 7 QS2。值均平的14d 時(shí)7 d 和水淹為均值數(shù)函屬隸的標(biāo)指余其，外徑地與高苗除中? 表Exceptforseedling height andground diameter,subordinativefunction valueof otherindexesin thetablewere mean values of waterlogging for7days and14 days.

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

淹水脅迫對(duì)5 個(gè)無性系的形態(tài)、苗高與地徑生長(zhǎng)、葉片的氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒?、葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、根系活力、葉片與細(xì)根的脯氨酸含量均產(chǎn)生了不同程度的影響，表明5 個(gè)無性系受到淹水脅迫的傷害有所不同。5 個(gè)無性系的抗?jié)承詮?qiáng)弱排序?yàn)镈Q67＞DQ78＞DQ72＞DQ64＞QS2。

3.2 討 論

淹水脅迫對(duì)植物造成損傷的主要原因是土壤缺氧以及乙烯、CO2、錳和鐵等元素的過量積累[13]。淹水脅迫會(huì)對(duì)植物的解剖結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)代謝、激素平衡、光合作用、呼吸作用等產(chǎn)生顯著影響[14-15]。植物的抗?jié)承栽u(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括存活率、生長(zhǎng)量、生物量、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代謝等[16-17]。

形態(tài)結(jié)構(gòu)是反應(yīng)植物受害程度最直接的指標(biāo)，也是植物適應(yīng)淹水脅迫最基礎(chǔ)的要素。淹水脅迫下植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化主要包括葉片黃化、萎蔫與脫落、生長(zhǎng)變緩、根系死亡、皮孔膨大、不定根誘導(dǎo)、根系通氣組織形成等[18]。淹水脅迫下，皮孔膨大與不定根產(chǎn)生有助于植株從水體中獲取O2、水分與營(yíng)養(yǎng)元素，并釋放C2H2、乙醇等有害物質(zhì)，以減輕其毒害，適應(yīng)長(zhǎng)期的淹水脅迫[19]。本試驗(yàn)中，5 個(gè)無性系在淹水脅迫下均出現(xiàn)明顯的葉片黃化（4～6 d）和萎蔫（9～10 d）等癥狀，有皮孔膨大的現(xiàn)象（3～4 d）但未形成不定根，難以適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間的淹水脅迫。5 個(gè)無性系之間雖有一定差異，但皮孔膨大、葉片黃化與萎蔫的時(shí)間等差異并不明顯，僅相差1～2 d。淹水脅迫通過減緩葉片和根系生長(zhǎng)、降低水分與礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收、改變?nèi)~綠素含量和組分、破壞光合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能等，降低植物光合同化能力，進(jìn)而抑制其生長(zhǎng)和生物量積累，但高抗植物受影響的程度較小[13]。本試驗(yàn)中，淹水脅迫顯著抑制了5 個(gè)無性系苗高（60.89%～78.74%）與地徑（16.53%～31.83%）的生長(zhǎng)，5個(gè)無性系之間受抑制的程度存在一定差異。

淹水脅迫會(huì)導(dǎo)致植物關(guān)閉氣孔，降低光合作用，并提高水分利用效率，這有助于植物降低水分散失，維持水分平衡[20]。本試驗(yàn)中，5 個(gè)無性系的Pn、Gs和Tr均隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，這與很多植物在淹水脅迫下的表現(xiàn)一致[11、21]。Gs的變化是導(dǎo)致Pn、Tr、Ci/Ca 和RWUEi等變化的直接原因[20,22]。Farquhar 等[23]認(rèn)為，植物的光合抑制源自氣孔限制和非氣孔限制兩種原因，若Pn、Gs和Ci/Ca 同時(shí)下降，則Pn降低主要受氣孔限制；若Pn與Gs呈下降趨勢(shì)，而Ci/Ca 卻上升，則Pn降低主要受非氣孔限制。本研究中，淹水7 d時(shí)DQ67、DQ78 和QS2 的Pn降低主要由氣孔因素造成，因?yàn)闅饪钻P(guān)閉和氣孔導(dǎo)度下降，導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足，而DQ64 和DQ72 主要由非氣孔因素造成；淹水14 d 時(shí)5 個(gè)無性系Pn的降低均主要由非氣孔因素造成，因?yàn)槿~肉細(xì)胞光合活性的受損致使同化力不足，這與楊樹PopulusL.、巴西胡椒木Schinus terebinthifolius等的研究結(jié)果一致[9,22]。淹水7 d 時(shí)5 個(gè)無性系的Pn、Gs和Tr即大幅降低，淹水14 d 時(shí)RWUEi顯著減小，說明滇楸與楸樹對(duì)淹水脅迫均十分敏感，這與其葉片的表型變化一致。淹水變化率顯示，5 個(gè)無性系葉片氣體交換參數(shù)的變化幅度有所不同，表明其光合系統(tǒng)受損程度不同。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv、Fv/Fo和Fv/Fm是檢測(cè)植物光化學(xué)反應(yīng)狀況的3 個(gè)重要參數(shù)，可準(zhǔn)確揭示植物光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收、傳遞、耗散和分配等情況[12,24]。已有報(bào)道表明，淹水脅迫下，這3 個(gè)參數(shù)均會(huì)不同程度降低[25]。本試驗(yàn)中，5 個(gè)無性系淹水植株的Fv、Fv/Fo和Fv/Fm均顯著低于對(duì)照，表明淹水脅迫導(dǎo)致葉綠體光合機(jī)構(gòu)受損，光合作用原初反應(yīng)過程受抑制，光合CO2同化效率降低[12]。5 個(gè)無性系Fv、Fv/Fo和Fv/Fm在淹水7 d 時(shí)下降大多不顯著，而在14 d 時(shí)大幅降低，說明淹水時(shí)間對(duì)其光合機(jī)構(gòu)的影響很大，這可能與植株莖基部未能誘導(dǎo)形成不定根有關(guān)。淹水變化率顯示，5 個(gè)無性系Fv、Fv/Fo和Fv/Fm的變化幅度有所不同，表明其光合系統(tǒng)的受損程度存在差異，這與其葉片氣體交換參數(shù)的表現(xiàn)基本一致。

葉片MDA 含量與RMP 均為顯示植物在逆境脅迫下受害程度的重要指標(biāo)。MDA 是細(xì)胞膜膜脂過氧化作用的產(chǎn)物之一，淹水脅迫會(huì)導(dǎo)致膜脂過氧化反應(yīng)加劇，MDA 含量升高，引起膜系統(tǒng)損傷，進(jìn)而影響細(xì)胞膜透性，其含量能反映膜脂過氧化的程度，從而間接反映植物組織抗氧化的能力[26]。RMP 通過測(cè)定細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲的程度，從而顯示細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的受損程度[27]。已有研究結(jié)果表明，淹水脅迫往往導(dǎo)致植物葉片MDA 含量與RMP 均升高[6,9]。本研究結(jié)果與已有報(bào)道一致。5 個(gè)無性系的葉片MDA 含量與RMP 均隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)上升，但5 個(gè)無性系之間上升幅度略有不同，表明其受到淹水脅迫的傷害有差異。植物細(xì)胞中脯氨酸是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。當(dāng)植物遭受低溫脅迫時(shí)，脯氨酸具有維持細(xì)胞滲透壓，避免細(xì)胞過度失水的功能，還可以通過和蛋白質(zhì)分子結(jié)合來穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使植物新陳代謝處于正常狀態(tài)中，提高植物對(duì)逆境的適應(yīng)性[28]。本試驗(yàn)中，5 個(gè)無性系淹水植株葉片與細(xì)根中的脯氨酸含量均顯著高于對(duì)照，在葉片中呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，這可能與淹水9～10 d 后葉片開始萎蔫有關(guān)。根系活力代表了植物根系吸收水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的能力，顯示了植物在逆境脅迫下的活力與受害程度[29]。本研究中，5 個(gè)無性系的根系活力均隨著淹水脅迫逐漸降低，與楊樹等樹種對(duì)淹水脅迫的響應(yīng)一致[6]。淹水變化率顯示，5 個(gè)無性系之間的變化幅度存在一定差異，表明其受淹水脅迫的程度有所不同。

采用16 個(gè)形態(tài)和生理生化指標(biāo)對(duì)5 個(gè)無性系的隸屬函數(shù)綜合分析發(fā)現(xiàn)，4 個(gè)滇楸無性系的抗?jié)承源嬖谝欢ú町?，且均?qiáng)于QS2，這與張燁然等[6]的研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果可為了解滇楸與楸樹的抗淹性提供參考，但由于本試驗(yàn)是在人工控制條件下進(jìn)行的，且試驗(yàn)周期較短，還不足以完全展現(xiàn)5 個(gè)無性系在復(fù)雜多變的自然環(huán)境條件下對(duì)長(zhǎng)期淹水脅迫的響應(yīng)，所以各無性系的抗?jié)衬芰€有必要進(jìn)一步進(jìn)行田間試驗(yàn)加以檢驗(yàn)。同時(shí)，滇楸和楸樹對(duì)淹水脅迫敏感的原因尚不清楚，還需要進(jìn)一步深入研究，以便為滇楸和楸樹的抗?jié)承杂N提供理論依據(jù)。