干旱脅迫對苦櫧生理特性的影響

邵彩花 周俊彬 夏守榮

摘要：人為制造干旱脅迫對2年生的苦櫧植株進行干旱脅迫試驗，通過為期44天的試驗研究苦櫧葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛（MDA）五個生理指標在干旱脅迫下的變化，進行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，掌握苦櫧耐旱性的理化機制，為干旱地區(qū)的水土保持建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：干旱脅迫；苦櫧；生理指標

苦櫧是我國特有的一種殼斗科，栲屬常綠喬木，樹冠圓球形，樹皮暗灰色，縱裂。葉片中上部位具有鋸齒，葉厚革質(zhì)，橢圓形，最長7-14cm，葉背有銀灰色鱗秕，是浙西南闊葉林常見樹種。深根性樹種適生于土層深厚、濕潤中性和酸性土壤，耐干燥脊薄的土壤，適應(yīng)性強，萌芽力強，枝葉濃密，兼有防風(fēng)、避火，可作我省非鹽堿土地區(qū)防風(fēng)林樹種，是針闊混交林或水源涵養(yǎng)林的好樹種。近年來我國科研者對苦櫧進行大量研究，包括苦櫧種子形態(tài)性狀的地理變異分析，對苦櫧抗逆性方面研究卻少之又少。本次研究是對苦櫧進行干旱脅迫的處理，探討在干旱條件下苦櫧多個生理指標發(fā)生的變化特征，了解規(guī)律。通過實驗及數(shù)據(jù)分析，掌握苦櫧耐旱性的理化機制，為苦櫧人工造林奠定一定的基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試材及處理：苦櫧2年生苗木由學(xué)院溫室大棚提供，2021年9月抽選40株苗木移植到30cmx30cmx25cm的花盆中，每盆1株苗木。實驗與2021年9-10月在溫室大棚外的走廊內(nèi)進行。每個種源設(shè)置對照（CK）和自然干燥處理。對照組是給苗木澆清水至飽和，以后每天固定時間持續(xù)正常澆清水200mL，干旱處理為先給苗木澆清水至飽和，以后不再澆水。分別在處理第7，14，22，32，44天，最后在同一天取苗木的第3-10張葉片進行理化指標測試。

1.2測定方法：于2021年10月15日取苦櫧第3張至第10張葉片用于測定生理指標。測定指標有葉綠素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量，丙二醛（MDA）含量。用80％的丙酮浸提，分光光度測定葉綠素含量，脯氨酸用茚三酮比色發(fā)測定，可溶性糖用90％的苯酚和濃硫酸測定其含量，丙二醛用硫代巴比妥酸（TAB）測定，可溶性蛋白用考馬斯亮藍（C-250）來測定。

1.3數(shù)據(jù)處理：運用Microsoft Excel軟件和卡西歐計算器，對測得的數(shù)據(jù)進行計算分析并利用進行作圖制表。

2結(jié)果與分析

2.1干旱脅迫對苦櫧形態(tài)的影響：干旱脅迫就是人為的制造水分缺失的逆境來干擾了苦櫧正常的光和作用、滲透調(diào)節(jié)作用。在處理29天苦櫧出現(xiàn)了死亡現(xiàn)象，葉片因缺水而枯黃、卷曲，在處理44天有一組苦櫧植株全部死亡。

2.2干旱脅迫對苦櫧葉綠素含量的影響：葉綠素含量是影響光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。在一定范圍內(nèi)，葉綠素含量與光合作用呈正相關(guān)關(guān)系，葉綠素含量越高，光合作用越強。所做處理苦櫧的葉綠素含量呈均高于對照，隨著處理時間的增加葉綠素總量呈先升高后降低的趨勢。處理7天葉綠素含量相對于對照組增加了86.03％這說明隨著干旱脅迫處理時間的增加，葉片開始卷曲、枯黃，從而影響了正常的光和作用，造成處理后期葉綠素含量的遞減狀態(tài)。

2.3干旱脅迫對苦櫧脯氨酸含量的影響，脯氨酸是生物界分布最廣的滲透保護物質(zhì)之一。根據(jù)試驗知所做處理苦櫧的脯氨酸積累量呈先降低后升高的變化趨勢。處理14天時最高平均值為1.9671mg·og-1，相對于對照組升高了25.05％，處理22天的時候苦櫧脯氨酸積累量開始下降，最低平均值為1.0241mg·og-1，相對于對照組降低了35.06％。這說明干旱這一非生物脅迫的處理會導(dǎo)致苦櫧植物體內(nèi)脯氨酸含量的增加。

2.4干旱脅迫對可溶性蛋白含量的影響：可溶性蛋白含量是植物體內(nèi)一個重要的生理生化指標。所做處理的苦櫧可溶性蛋白整個變化趨勢呈先升高后降低的變化趨勢。處理22天時苦櫧可溶性蛋白積累量達到了最低值，平均值為185.7641mg.og-1，相對于對照組下降了16.33％；處理14天時苦櫧可溶性蛋白積累量最高平均值為261.1075mg·og-1，相對于對照組增加了2.67％。這說明在處理期間內(nèi)苦櫧為了避免干旱脅迫造成傷害會誘導(dǎo)產(chǎn)生一些抗逆蛋白質(zhì)，因而可溶性蛋白會隨著處理時間的增加而逐漸提高。

2.5干旱脅迫對可溶性糖含量的影響：可溶性糖是干旱脅迫誘導(dǎo)的小分子溶質(zhì)之一，并參與植物的滲透調(diào)節(jié)，在維持植物蛋白質(zhì)穩(wěn)定方面起到重要的作用。所做處理苦櫧植株的可溶性糖含量呈先降低后升高的變化趨勢。處理32天時苦櫧可溶性糖含量最高平均值為357.3436ug·og-1，相對對照組升高了49.99％；處理14天時苦櫧可溶性糖含量最低平均值為169.0322ug·og-1，相對對照組降低了29.04％。這一變化趨勢說明在干旱脅迫的環(huán)境下，苦櫧可溶性糖含量的提高主要是為了維持植物蛋白的穩(wěn)定。

2.6干旱脅迫對丙二醛（MDA）含量的影響：丙二醛是膜脂受活性氧作用產(chǎn)生的物質(zhì)，測定其含量可以評價質(zhì)膜受損程度。由圖6可以看出，在干旱脅迫期間，苦櫧處理植株丙二醛（MDA）含量呈先降低后升高的發(fā)展趨勢，處理22天時最高均值為0.660613，相對對照組升高11.8％；處理14天苦櫧丙二醛（MDA）含量達到最低平均值為0.543023，相對對照組降低了8.09％。說明植株在干旱逆境的環(huán)境下有一定的自我保護能力。

3討論與結(jié)論

近年來，有關(guān)研究表明，植物葉片在含水量適宜的條件下，光合作用較強，而在一定干旱脅迫條件下，其光和作用的同化能力明顯下降。孫志勇證明了干旱逆境可以抑制植物的光和作用。在此次試驗中我們從葉綠素，可溶性糖，可溶性蛋白、丙二醛（MDA）的變化中可以看出，在干旱脅迫的逆境中，苦櫧對干旱脅迫有一定的自我保護能力。在人為制造干旱脅迫逆境條件下，苦櫧具有較高抗旱能力，可在干燥貧瘠土壤中生長。這對沿海防風(fēng)林建設(shè)和干旱貧瘠地區(qū)的綠化具有重要的現(xiàn)實意義。經(jīng)過試驗認識到干旱脅迫對苦櫧產(chǎn)生的影響和作用機理，可以利用這一試驗成果有效的克服干旱地區(qū)水土保持問題。黃海松總結(jié)了苦櫧造林的主要開發(fā)前景，因其具有較高的防火性能指標，是防火林帶的理想樹種選擇，且具有較強的抗旱性，對水土保持顯著的作用。