4個(gè)兔眼藍(lán)莓品種對(duì)持續(xù)干旱的生理響應(yīng)及其抗旱性評(píng)價(jià)

汪婭琴，郭小蘭，李培培，王德爐

（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

土壤水分為土壤的重要組成部分之一，在植物生長(zhǎng)、發(fā)育及分布方面有著關(guān)鍵作用。隨著全球變暖干熱化，土壤中可利用的水分減少、環(huán)境條件惡化等一系列因素，引發(fā)了植物生長(zhǎng)不良、莖葉枯萎、果實(shí)減產(chǎn)等問題[1-2]，干旱已成為限制植物生長(zhǎng)發(fā)育和生存空間的重要逆境因子之一[3]。干旱脅迫下，植物細(xì)胞失水，在形態(tài)、生理等方面發(fā)生重大變化以適應(yīng)干旱[4-5]。在長(zhǎng)期的自然選擇和協(xié)同進(jìn)化下，植物通過對(duì)形態(tài)和生理特征的調(diào)節(jié)形成了復(fù)雜多樣的抗旱機(jī)制和策略，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)抗旱和細(xì)胞抗旱[6-7]。其中，系統(tǒng)抗旱指植物為了適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境，通過改變生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)等方式來降低失水傷害，如菖蒲通過卷曲葉片來減少葉面積，從而減少地上部分的水分蒸騰[8]；細(xì)胞抗旱主要是通過滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累、抗氧化防御系統(tǒng)的增強(qiáng)、相關(guān)蛋白的誘導(dǎo)形成以及激素調(diào)節(jié)等綜合作用對(duì)干旱脅迫作出響應(yīng)，如紅花巖黃芪過積累可溶性糖可提高細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)細(xì)胞的親水性，以抵御干旱[9]。不同物種，甚至同一物種的不同品種，受脅迫程度和脅迫時(shí)長(zhǎng)的影響，其對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)呈現(xiàn)出不同的階段性特點(diǎn)，其耐旱響應(yīng)機(jī)制均存在差異[10]。因此，開展不同品種的抗旱性試驗(yàn)，分析其對(duì)不同程度干旱脅迫的響應(yīng)，探討植物適應(yīng)干旱的能力和對(duì)策及選育抗旱性較強(qiáng)的品種，對(duì)于完善抗旱減災(zāi)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)有著重要的實(shí)踐意義。

兔眼藍(lán)莓Vaccinium ashei屬杜鵑花科Ericaceae越橘屬Vaccinium多年生灌木型果樹植物，其果實(shí)富含花青素等抗氧化活性物質(zhì)，具有保護(hù)視力、抗腫瘤、治療心血管疾病等藥用價(jià)值[11-12]。藍(lán)莓屬于無根毛、淺根系植物，易受干旱脅迫[13-14]。近年來，國(guó)內(nèi)關(guān)于不同品種藍(lán)莓干旱逆境生理的相關(guān)研究已有較多報(bào)道，多集中于北高從藍(lán)莓[15]、南高從藍(lán)莓[16-17]和矮叢藍(lán)莓[18]，兔眼藍(lán)莓往往僅涉及單一品種[19]。韋繼光等[20]和陳雪妮等[21]均對(duì)干旱和水澇脅迫下兔眼藍(lán)莓和南高從藍(lán)莓的光合特性進(jìn)行了研究；Samuel 等[22]研究了不同土壤含水量條件下兔眼藍(lán)莓‘梯芙藍(lán)’的果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。目前，關(guān)于兔眼藍(lán)莓的研究多集中于花青素[23]、組培技術(shù)[24]、果實(shí)品質(zhì)[25]、引種試驗(yàn)[26]等方面，關(guān)于不同兔眼藍(lán)莓品種的抗旱性評(píng)價(jià)鮮見報(bào)道。本研究中選取南方分布較廣的4 個(gè)兔眼藍(lán)莓主栽品種為研究對(duì)象，在人工控水模擬干旱脅迫條件下測(cè)定葉片生理指標(biāo)的變化，并對(duì)4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從生理特性角度探討不同兔眼藍(lán)莓品種對(duì)持續(xù)干旱脅迫的適應(yīng)對(duì)策和能力，研究其抗旱響應(yīng)機(jī)制，以期為兔眼藍(lán)莓耐旱品種的選育、栽培管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

在貴州省黔東南州麻江縣杏山鎮(zhèn)藍(lán)莓種植園（107°28′～107°44′E，26°25′～26°34′N），以5年生‘圓藍(lán)’‘燦爛’‘巴爾德溫’和‘S13’4個(gè)兔眼藍(lán)莓品種為研究對(duì)象，選取生長(zhǎng)狀況較為一致且無病蟲害的藍(lán)莓植株進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年7月上旬—8月上旬，采用盆栽自然干旱法進(jìn)行人工模擬持續(xù)干旱脅迫試驗(yàn)。試驗(yàn)前對(duì)藍(lán)莓植株充分灌水，使土壤含水量基本達(dá)到飽和，之后不再澆水，使其自然蒸發(fā)失水，放置遮雨棚并保持通風(fēng)，進(jìn)行常規(guī)管理，每品種設(shè)3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5 株。在自然干旱0、10、20、30、40 和50 d 時(shí)的8:00 左右，采集藍(lán)莓植株上部成熟功能葉片，放置液氮中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，同時(shí)采集土樣進(jìn)行含水量測(cè)定，采樣后的植株不再進(jìn)行采樣。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 葉片水分飽和虧

將藍(lán)莓葉片用蒸餾水清洗干凈并擦干后，稱量其鮮質(zhì)量（mf），將葉片浸入水中直至質(zhì)量不再增加，即得樣品飽和鮮質(zhì)量（ms），于105 ℃烘箱中烘干至恒質(zhì)量后稱量其干質(zhì)量（md），計(jì)算葉片的水分飽和虧（Ds）。

1.3.2 葉片內(nèi)含物

采用黃嘌呤氧化酶還原氮藍(lán)四唑（NBT）法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性。將葉片去掉葉脈，取5 g 葉片置于研缽中，加磷酸緩沖液在冰浴下研磨成漿，在10 500 r/min 條件下離心20 min。 在54 mL 14.5 mmol/L 的DL-甲硫氨酸溶液中分別加入乙二胺四乙酸、NBT、核黃素溶液各2 mL，混勻，為反應(yīng)混合液。取3 mL 反應(yīng)混合液于試管中，加入上清液，置于光照培養(yǎng)箱中準(zhǔn)確照光 10 min 后，迅速在560 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，以1 mL 反應(yīng)體系中每g 葉片50%光化還原抑制率時(shí)的活性定義為1 個(gè)酶活單位。

采用酸性茚三酮結(jié)合法測(cè)定脯氨酸（Pro）含量。取0.5 g 葉片置于研缽，加5 mL 磺基水楊酸研磨成漿，沸水浴10 min，冷卻后在3 000 r/min條件下離心10 min，取上清液加入2 mL 蒸餾水、2 mL 冰乙酸和4 mL 25 g/L 酸性茚三酮試劑，混勻后在520 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，計(jì)算脯氨酸含量。

采用丙酮浸提法測(cè)定葉綠素含量。將0.1 g 葉片剪成小段，放入試管中，加入80%丙酮溶液浸提過夜，過濾后分別在645、663 和652 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，以80%丙酮為空白對(duì)照，計(jì)算葉片葉綠素總含量。

采用硫代巴比妥酸（TBA）法測(cè)定丙二醛（MDA）含量。將葉片剪成小段后放入冰浴的研缽中，加石英砂和磷酸緩沖液研磨成漿，在提取液中加入0.5%硫代巴比妥酸，搖勻煮沸，冷卻后在3 000 r/min 條件下離心15 min，取上清液在450、533 和600 nm 波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光值，計(jì)算MDA 含量。

采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測(cè)定可溶性蛋白含量。將葉片置于研缽，加石英砂和蒸餾水研磨成漿，定容至10 mL 后，在5 000 r/min 條件下離心10 min，取0.1 mL 上清液加0.9 mL 蒸餾水和5 mL 考馬斯亮藍(lán)G-250 混勻，靜置2 min 后在620 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，計(jì)算可溶性蛋白含量。

采用蒽酮與糖結(jié)合比色法測(cè)定可溶性糖含 量[27]。將葉片置于試管，加入乙醇，于80 ℃水浴 30 min，冷卻后在3 500 r/min 條件下離心10 min， 取上清液加入乙醇反復(fù)浸提。取2 mL 上清液在沸水浴蒸干，加蒸餾水?dāng)嚢?，取上清液加二硝基水楊酸試劑，沸水? min 后用流水冷卻，在540 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值，計(jì)算可溶性糖含量。

1.3.3 土壤相對(duì)含水量

采用烘干法測(cè)定土壤樣品的含水量（Cw），計(jì)算土壤相對(duì)含水量（Crw）。

式中：Cfw表示田間持水量。

不同干旱持續(xù)時(shí)長(zhǎng)處理下各藍(lán)莓品種根際土壤相對(duì)含水量見表1。

表1 持續(xù)干旱處理下各藍(lán)莓品種根際土壤的相對(duì)含水量Table 1 The relative soil water content of rhizosphere soil of each blueberry cultivar under continuous drought treatment %

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用隸屬函數(shù)和灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)4 種兔眼藍(lán)莓的抗旱能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[28]，計(jì)算各指標(biāo)與抗旱性的關(guān)聯(lián)度，值越大則關(guān)聯(lián)越密切。

若指標(biāo)與抗旱性呈正相關(guān)，則

若指標(biāo)與抗旱性呈負(fù)相關(guān)，則

式中：Xj為j指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，Xmin和Xmax分別代表同一指標(biāo)下的最小和最大處理值。對(duì)該數(shù)值進(jìn)行累加后再計(jì)算平均值。

使用量綱為1 的公式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)平均值作為參考數(shù)列X0，用水分飽和虧、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、葉綠素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的平均值作為比較數(shù)列，分別記X1、X2…Xi…X7。

式中：Xi(k)表示i指標(biāo)在第k個(gè)處理的原始值；Xi′(k)表示i指標(biāo)在第k個(gè)處理的標(biāo)準(zhǔn)化值；Xi表示i指標(biāo)的平均值，Si為i指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。

關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式：

式中：εi(k)表示i指標(biāo)Xi在第k個(gè)處理對(duì)參考數(shù)列X0的關(guān)聯(lián)系數(shù)，X0(k)表示i指標(biāo)的隸屬平均值。

根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)，計(jì)算各指標(biāo)與不同品種抗旱性的關(guān)聯(lián)度：

式中：ri表示比較數(shù)列Xi和參考數(shù)列X0的關(guān)聯(lián)度。

所有數(shù)據(jù)使用Excel 2007 軟件初步整理分析后，使用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，使用Excel 2007 和Origin 2018 軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片水分飽和虧的影響

持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的水分飽和虧如圖1 所示。由圖1 可見，隨著干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的水分飽和虧呈顯著上升趨勢(shì)，均在干旱50 d 時(shí)，達(dá)到最大值。干旱10 d 時(shí)，4 個(gè)品種中，‘燦爛’葉片的水分飽和虧較干旱0 d 時(shí)無顯著增加（P＞0.05），表明‘燦爛’受短期干旱的影響較小。在干旱持續(xù)20 d 時(shí)，4個(gè)品種葉片的水分飽和虧均顯著增加（P＜0.05），‘圓藍(lán)’比干旱10 d 時(shí)增加了27.83%，增幅最大。干旱持續(xù)30 d 時(shí)，‘燦爛’葉片的水分飽和虧增幅最大，比干旱20 d 時(shí)增加了43.63%，表明在持續(xù)干旱30 d 時(shí)‘燦爛’葉片的水分虧缺嚴(yán)重。干旱持續(xù)40 d 時(shí)，4 個(gè)品種葉片的水分飽和虧均較前期階段顯著增加（P＜0.05）。干旱持續(xù)50 d 時(shí)，4 個(gè)品種葉片的水分飽和虧均達(dá)到最大值，僅‘燦爛’葉片的水分飽和虧與干旱持續(xù)40 d 時(shí)無顯著差異，說明長(zhǎng)期干旱時(shí)‘燦爛’會(huì)形成一定的自我調(diào)節(jié)保護(hù)機(jī)制來降低傷害。各品種葉片的水分飽和虧總增幅由大到小依次為‘圓藍(lán)’‘巴爾德溫’‘燦爛’‘S13’。

圖1 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片 的水分飽和虧Fig.1 Water saturation deficit of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.2 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片SOD 活性的影響

持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的SOD 活性如圖2 所示。由圖2 可見，隨著干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，‘圓藍(lán)’葉片的SOD 活性呈先升、后降、再升的變化規(guī)律，其他品種葉片的SOD 活性呈現(xiàn)先升、后降的“?”形變化規(guī)律，但達(dá)到峰值的干旱時(shí)長(zhǎng)不一致。干旱持續(xù)10 和20 d 時(shí)，4個(gè)品種葉片的SOD 活性較干旱0 d 時(shí)無顯著變化 （P＞0.05），但‘圓藍(lán)’在干旱持續(xù)20 d 時(shí)，葉片SOD 活性比干旱持續(xù)10 d 時(shí)顯著提高了21.19%，表明4 個(gè)品種對(duì)短期干旱均具有一定的調(diào)節(jié)能力。干旱持續(xù)30 d 時(shí)，‘圓藍(lán)’‘燦爛’‘巴爾德溫’葉片的SOD 活性達(dá)到最大值，分別為206.19、214.43 和195.88 U/g；干旱持續(xù)40 d 時(shí)，‘S13’達(dá)到最大值162.96 U/g。這是因?yàn)楦珊得{迫使葉片中活性氧不斷產(chǎn)生，對(duì)植株膜系統(tǒng)造成傷害，葉片中抵御活性氧的酶系統(tǒng)迅速響應(yīng)，隨著干旱時(shí)長(zhǎng)進(jìn)一步延長(zhǎng)，持續(xù)干旱脅迫嚴(yán)重破壞了抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)，抗氧化酶活性開始下降。

圖2 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的SOD 活性Fig.2 SOD activity of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.3 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片MDA 含量的影響

持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的MDA 含量如圖3 所示。由圖3 可見，隨著干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，各品種葉片中MDA 含量表現(xiàn)為升高、降低、升高、降低的雙峰變化趨勢(shì)，反映了遭受干旱脅迫時(shí)藍(lán)莓的適應(yīng)過程。在干旱初期4個(gè)品種葉片的MDA 含量隨著干旱持續(xù)時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)而持續(xù)升高，干旱持續(xù)20 d 時(shí)出現(xiàn)第1 個(gè)峰值，表明持續(xù)干旱處理會(huì)增強(qiáng)藍(lán)莓葉片的膜脂過氧化作用。干旱持續(xù)20 d 后葉片MDA 含量開始下降，干旱持續(xù)30 d 時(shí)葉片MDA 含量再次增加，達(dá)到第2 個(gè)峰值，各品種葉片的MDA 含量由高到低依次為‘S13’‘燦爛’‘巴爾德溫’‘圓藍(lán)’。這可能是由于膜系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生顯著作用后，植物適應(yīng)干旱環(huán)境，然而植物細(xì)胞的調(diào)控能力有限，隨著土壤干旱脅迫加重，膜脂過氧化再度加劇，而后隨著干旱脅迫的持續(xù)，植物細(xì)胞受到損傷，無法產(chǎn)生正常的反應(yīng)和調(diào)控，干旱對(duì)藍(lán)莓的葉片細(xì)胞膜造成嚴(yán)重傷害。

圖3 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的MDA 含量Fig.3 MDA Content of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.4 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片脯氨酸含量的影響

持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的脯氨酸含量如圖4 所示。由圖4 可知，隨著干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，4 個(gè)品種葉片的脯氨酸含量逐漸升高，干旱持續(xù)50 d 時(shí)達(dá)到最大值。4 個(gè)品種葉片的脯氨酸含量在干旱持續(xù)20 d 內(nèi)上升較為平緩，均無顯著差異。干旱持續(xù)30 d 后，葉片脯氨酸含量均顯著增加，其中‘巴爾德溫’和‘圓藍(lán)’葉片的脯氨酸含量增幅較大。結(jié)果表明，持續(xù)干旱使藍(lán)莓葉片中脯氨酸出現(xiàn)累積，干旱持續(xù)越久，積累越多。

圖4 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的脯氨酸含量Fig.4 Proline content of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.5 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片葉綠素含量的影響

持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的葉綠素含量如圖5 所示。由圖5 可見，在土壤持續(xù)干旱脅迫過程中，4 個(gè)品種葉片的葉綠素含量均呈持續(xù)減少趨勢(shì)，整體上‘S13’葉片的葉綠素含量高于其他品種。干旱持續(xù)10 d 時(shí)，‘圓藍(lán)’和‘燦爛’葉片的葉綠素含量無顯著變化，‘巴爾德溫’和‘S13’葉片的葉綠素含量均顯著減少（P＜0.05）。干旱持續(xù)20 ～40 d 時(shí)，‘燦爛’葉片的葉綠素含量下降較平緩，差異不顯著，其他品種葉片的葉綠素含量均出現(xiàn)顯著下降，表明持續(xù)干旱抑制了‘圓藍(lán)’‘巴爾德溫’‘S13’葉片葉綠素的合成，并且促進(jìn)了葉綠素的分解。干旱持續(xù)50 d 時(shí)， 4 個(gè)品種葉片的葉綠素含量均達(dá)到最低值，其中‘巴爾德溫’葉片葉綠素含量的變化最大，從0.78 mg/g 降至0.33 mg/g，降低了57.42%；其次是‘S13’，從1.10 mg/g 降至0.63 mg/g，降低了42.67%；然后是‘圓藍(lán)’，從0.70 mg/g 降至0.44 mg/g，下降了37.91%；降幅最小的是‘燦爛’，從0.85 mg/g降至0.70 mg/g，僅降低了17.65%。

圖5 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的葉綠素含量Fig.5 Chlorophyll content of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.6 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片可溶性蛋白含量的影響

在干旱脅迫條件下，植物體通過促進(jìn)可溶性蛋白的合成來參與適應(yīng)脅迫的過程。持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的可溶性蛋白含量如圖6 所示。由圖6 可見，隨著干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，4 個(gè)品種葉片的可溶性蛋白含量均為先升、后降的單峰變化。干旱持續(xù)40 d 時(shí)，‘圓藍(lán)’‘燦爛’‘巴爾德溫’‘S13’葉片的可溶性蛋白含量均達(dá)到最大值，分別為156.82、130.05、168.97 和163.97 mg/g，‘燦爛’葉片的可溶性蛋白含量整體低于其他品種。干旱持續(xù)40 d 后，各品種葉片的可溶性蛋白含量均呈下降趨勢(shì)，可能是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的干旱脅迫導(dǎo)致細(xì)胞中生成大量活性氧，嚴(yán)重阻礙了蛋白質(zhì)的合成。結(jié)果表明，短期干旱使藍(lán)莓葉片的可溶性蛋白含量上升，藍(lán)莓對(duì)短期干旱具有一定的適應(yīng)能力。

圖6 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的可溶性蛋 白含量Fig.6 Soluble protein content of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.7 持續(xù)干旱對(duì)藍(lán)莓葉片可溶性糖含量的影響

持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的可溶性糖含量如圖7 所示。由圖7 可見，隨著干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，4 個(gè)品種葉片的可溶性糖含量均呈先升、后降的變化趨勢(shì)，但到達(dá)峰值的時(shí)間不一致。干旱持續(xù)40 d 時(shí)，‘圓藍(lán)’和‘燦爛’葉片的可溶性糖含量達(dá)到最大值，分別為3.73、2.83 mg/g， 隨后呈下降趨勢(shì)。干旱持續(xù)20 d 時(shí)，‘S13’葉片迅速積累可溶性糖以抵御干旱的傷害，干旱持續(xù)30 d 時(shí)葉片可溶性糖含量達(dá)最大值3.58 mg/g，隨后快速減少，干旱持續(xù)50 d 時(shí)下降變緩。干旱持續(xù)40 d 內(nèi)，‘巴爾德溫’葉片的可溶性糖含量無顯著差異（P＞0.05），干旱持續(xù)40 d 時(shí)達(dá)到最大值2.60 mg/g，干旱持續(xù)50 d 時(shí)陡然下降。干旱持續(xù)10 d 時(shí)，4 個(gè)品種葉片的可溶性糖含量均無顯著變化，表明其對(duì)短期干旱均有一定的適應(yīng)能力；干旱持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，藍(lán)莓通過增加葉片可溶性糖含量來調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，緩解干旱對(duì)植株的影響；隨著干旱持續(xù)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)一步延長(zhǎng)，葉片可溶性糖開始快速分解，以補(bǔ)充養(yǎng)分的不足，且分解速度大于合成速度，可溶性糖含量減少。干旱處理期間，‘圓藍(lán)’和‘S13’葉片的可溶性糖含量整體上高于‘燦爛’和‘巴爾德溫’。

圖7 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片的可溶性糖 含量Fig.7 Soluble sugar content of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

2.8 各藍(lán)莓品種抗旱性的綜合評(píng)價(jià)

植物的抗旱性是復(fù)合性狀的綜合呈現(xiàn)，每種指標(biāo)與植物的實(shí)際抗旱能力均有一定的相關(guān)性，以單個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)植物的抗旱性具有局限性和片面性[29]。為使評(píng)價(jià)結(jié)果更加接近實(shí)際結(jié)果，采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對(duì)4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種的抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以7 個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)加權(quán)平均值作為各品種抗旱能力綜合評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，該值越大，代表抗旱性越強(qiáng)，結(jié)果見表2。由表2 可知，‘圓藍(lán)’‘燦爛’‘巴爾德溫’‘S13’各指標(biāo)的隸屬函數(shù)平均值分別為0.537、0.474、0.498 和0.472，因此抗旱能力由強(qiáng)到弱依次為‘圓藍(lán)’‘巴爾德溫’‘燦爛’‘S13’。

表2 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片各生理指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及抗旱性排序Table 2 Subordinate function values and drought resistance order of leaf physiological indexes of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論中一種根據(jù)事物和因素之間的相似或相異程度，來衡量事物和因素之間關(guān)聯(lián)程度的定量分析方法[28]。關(guān)聯(lián)度表示各指標(biāo)與抗旱性的密切程度，關(guān)聯(lián)度越大說明該指標(biāo)與抗旱性的關(guān)系越密切。將4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種在不同干旱持續(xù)時(shí)長(zhǎng)處理下各指標(biāo)值求平均值（表3），并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理（表4）。

表3 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片各生理指標(biāo)的均值Table 3 The average value of various physiological indexes of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

表4 持續(xù)干旱處理下4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種葉片各生理指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值Table 4 Standardized values of physiological indexes of the leaves of 4 rabbit-eye blueberry cultivars under persistent drought

根據(jù)各生理指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值計(jì)算出各指標(biāo)與不同藍(lán)莓品種抗旱性的關(guān)聯(lián)度，并對(duì)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，結(jié)果見表5。由表5 可知，7 個(gè)指標(biāo)與藍(lán)莓抗旱性的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為可溶性糖含量、MDA 含量、可溶性蛋白含量、水分飽和虧、葉綠素含量、脯氨酸含量、SOD 活性。結(jié)果表明，干旱脅迫下葉片可溶性糖含量、MDA 含量、可溶性蛋白含量和水分飽和虧與4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種的抗旱性關(guān)聯(lián)較大，是衡量這4 個(gè)品種抗旱性的重要指標(biāo)。

表5 4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種各生理指標(biāo)與抗旱性的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果Table 5 Grey relational analysis results of physiological indexes and drought resistance of 4 rabbit-eye blueberry cultivars

3 結(jié)論與討論

兔眼藍(lán)莓對(duì)持續(xù)干旱脅迫的抗性是多種因素共同作用后所表現(xiàn)出的性狀。在持續(xù)干旱脅迫初期藍(lán)莓主要通過提高葉片抗氧化酶活性來減少傷害，中后期干旱脅迫加重時(shí)主要通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來增強(qiáng)自身保水和吸收能力，從而抵御干旱脅迫?；趯?duì)葉片的水分飽和虧、SOD 活性、MDA 含量、脯氨酸含量、葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量共7 個(gè)生理指標(biāo)的綜合分析，發(fā)現(xiàn)4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種的抗旱性差異明顯，抗旱性由強(qiáng)到弱依次為‘圓藍(lán)’‘巴爾德溫’‘燦爛’‘S13’?；疑P(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，與4 個(gè)兔眼藍(lán)莓品種抗旱能力的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為可溶性糖含量、MDA 含量、可溶性蛋白含量、水分飽和虧，這4個(gè)指標(biāo)可作為兔眼藍(lán)莓抗旱鑒定指標(biāo)。

植物正常代謝時(shí)體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除處于平衡狀態(tài)。在干旱脅迫時(shí)，植物體內(nèi)積累過多的活性氧（ROS）會(huì)對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)造成膜脂過氧化傷害，甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡[29-30]。SOD 可除去危害植物體的活性氧，是植物體內(nèi)抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵物質(zhì)。MDA 是膜脂過氧化分解產(chǎn)物，被廣泛用于指示植物細(xì)胞膜脂過氧化作用強(qiáng)度和質(zhì)膜受破壞程度[31]。干旱脅迫嚴(yán)重時(shí)，植物通過積累溶水性較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖，使細(xì)胞液濃度增大，進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，以維持細(xì)胞的含水量和膨壓勢(shì)，防止植物脫水，維持植物正常的生理代謝活動(dòng)[32-33]。有研究結(jié)果表明，植物的抗旱防御機(jī)制與啟動(dòng)抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)密切相關(guān)，抗旱性是幾種生理作用關(guān)聯(lián)互作、協(xié)同抵御的綜合 結(jié)果[34]。

干旱脅迫初期（0 ～10 d），兔眼藍(lán)莓葉片MDA 含量顯著升高，SOD 活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖）含量變化平緩，說明MDA 對(duì)水分變化非常敏感。干旱初期，膜脂過氧化使細(xì)胞受到損傷，MDA 含量增加，而植物抗氧化酶系統(tǒng)尚未響應(yīng)，保護(hù)酶活性較低，不能快速清除ROS，與王藝等[35]的研究結(jié)果相似。‘燦爛’和‘圓藍(lán)’葉片的葉綠素含量無顯著變化，其余2 個(gè)品種葉片的葉綠素含量顯著下降，水分虧缺明顯，表明‘燦爛’和‘圓藍(lán)’在干旱初期具有一定的保水能力。

干旱持續(xù)20 d 時(shí)，兔眼藍(lán)莓葉片MDA 含量持續(xù)增加，SOD 活性顯著增強(qiáng)，葉綠素含量開始下降，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（可溶性糖、可溶性蛋白）含量顯著升高。說明干旱脅迫使MDA 加速累積，植物迅速調(diào)整抗旱適應(yīng)機(jī)制，通過啟動(dòng)保護(hù)酶系統(tǒng)，提高SOD 活性，加快清除體內(nèi)活性氧。同時(shí)，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)大量積累，細(xì)胞滲透勢(shì)降低，細(xì)胞膨壓穩(wěn)定，細(xì)胞吸水能力增強(qiáng)，緩解了脅迫帶來的傷害。目前，已證實(shí)干旱脅迫早期較多植物的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量升高[36]。此時(shí)期兔眼藍(lán)莓植株體內(nèi)產(chǎn)生多種生理反應(yīng)，以抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)的啟動(dòng)為主。

干旱持續(xù)30 d 時(shí)，兔眼藍(lán)莓葉片MDA 含量均下降顯著，SOD 活性（除‘S13’）顯著升高且達(dá)到峰值，脯氨酸含量均顯著上升，可溶性蛋白含量（除‘S13’）顯著上升。說明保護(hù)酶活性升高有利于及時(shí)除去活性氧、自由基等有害物質(zhì)，加快MDA 的代謝，使其含量下降。其中，‘圓藍(lán)’葉片的MDA 含量最小，表明其受到的膜脂質(zhì)過氧化作用較弱。同時(shí)，4 個(gè)藍(lán)莓品種的水分虧缺明顯，植物體啟動(dòng)滲透調(diào)節(jié)機(jī)制來增強(qiáng)自身的抗旱能力，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸含量越高，抗旱性越強(qiáng)[37]。這與李根柱等[15]對(duì)5 種北高從藍(lán)莓的研究結(jié)果一致。此時(shí)期兔眼藍(lán)莓植株啟動(dòng)保護(hù)酶系統(tǒng)，提高滲透調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)了對(duì)干旱環(huán)境的抗性。

干旱持續(xù)40 d 時(shí)，兔眼藍(lán)莓葉片MDA 含量急速上升，SOD 活性（除‘S13’）開始下降，葉綠素含量均顯著下降，表明干旱脅迫后期植物體水分虧缺嚴(yán)重，植物膜脂過氧化嚴(yán)重，導(dǎo)致抗氧化酶系統(tǒng)受到不可逆損傷，SOD 酶活性因受到抑制而下降，保護(hù)酶系統(tǒng)由積極保護(hù)轉(zhuǎn)為消極抵御，活性氧等物質(zhì)大量產(chǎn)生，導(dǎo)致MDA 含量驟升。藍(lán)莓快速改變抗旱機(jī)制，加快脯氨酸積累，使細(xì)胞滲透勢(shì)下降，加強(qiáng)對(duì)外界水分的吸收，以達(dá)到補(bǔ)償效應(yīng)，在黃承玲等[31]對(duì)3 種杜鵑干旱脅迫的研究中有類似現(xiàn)象。這可能是植物在干旱脅迫加劇情況下維持生命活動(dòng)的主要方式。

干旱持續(xù)50 d 時(shí)，兔眼藍(lán)莓葉片MDA 含量顯著減少，但仍維持在較高水平。除‘圓藍(lán)’外，3 個(gè)品種葉片的脯氨酸含量持續(xù)升高，SOD 活性均下降，可溶性蛋白和可溶性糖含量也大幅下降。結(jié)果表明，極重度干旱脅迫下，兔眼藍(lán)莓植株水分嚴(yán)重虧缺，合成代謝和分解代謝平衡被打破，蛋白質(zhì)的合成受阻且大量降解，干旱脅迫越嚴(yán)重，可溶性糖和可溶性蛋白含量下降幅度越大。表明重度干旱脅迫使兔眼藍(lán)莓植株機(jī)體受損，自我修復(fù)調(diào)節(jié)能力下降，抗旱能力減弱。

不同藍(lán)莓品種的抗旱性受到苗齡、栽培環(huán)境、管理措施及干旱時(shí)間等因素的綜合影響，本研究結(jié)果不能全面反映其他條件下兔眼藍(lán)莓的生理變化。為全面、準(zhǔn)確掌握不同藍(lán)莓品種的抗旱性及其隨環(huán)境因子的變化規(guī)律和應(yīng)答機(jī)制，后續(xù)還應(yīng)結(jié)合生長(zhǎng)、形態(tài)及果實(shí)品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行全面分析，對(duì)不同苗齡、栽培基質(zhì)和干旱時(shí)長(zhǎng)等條件下藍(lán)莓的抗旱性進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。