武燕奇 郭素娟

(省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

5個(gè)板栗品種對干旱脅迫的生理響應(yīng)及抗旱性評價(jià)1)

武燕奇 郭素娟

(省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

以遷西地區(qū)5個(gè)板栗品種‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’實(shí)生苗為試驗(yàn)材料，對土壤干旱脅迫0、10、20、30、40 d以及復(fù)水14 d后葉片中MDA質(zhì)量摩爾濃度及SOD、POD活性，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，葉片水勢的變化進(jìn)行了分析，并采用隸屬函數(shù)法對5個(gè)品種的抗旱性進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明：隨干旱時(shí)間的延長，5個(gè)板栗品種葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度呈增加趨勢；干旱脅迫40 d，各品種葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度顯著高于各自的對照。5個(gè)板栗品種葉片SOD活性呈降低-升高-降低的趨勢，均在干旱脅迫30 d時(shí)達(dá)到最大值，且均高于各自的對照；干旱脅迫40 d，各品種葉片SOD活性顯著低于各自的對照。5個(gè)板栗品種葉片POD活性呈升高-降低的趨勢；葉片POD活性均在干旱脅迫10 d時(shí)達(dá)到最大值，除‘燕山早豐’顯著高于對照外，其余4個(gè)品種均與對照差異不顯著；干旱脅迫40 d，各品種葉片POD活性顯著低于各自的對照。5個(gè)板栗品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體呈升高趨勢；干旱脅迫40 d，5個(gè)板栗品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到最大值，但與各自的對照差異不顯著。5個(gè)板栗品種葉片水勢均呈降低的趨勢；干旱脅迫40 d，各品種葉片水勢顯著低于各自的對照。復(fù)水14 d后，5個(gè)板栗品種葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有所降低。各品種板栗葉片SOD、POD活性，水勢較干旱脅迫40 d時(shí)有所升高。經(jīng)隸屬函數(shù)法分析得出，5種板栗的抗旱性由大到小的順序?yàn)椤嗌皆缲S’(0.52)、‘紫珀’(0.46)、‘遷西晚紅’(0.42)、‘遷西早紅’(0.36)、‘遷西壯栗’(0.34)。

板栗；干旱脅迫；生理指標(biāo)；抗旱性；隸屬函數(shù)法

Taking five Chinese chestnut varieties ‘ZP’, ‘YSZF’, ‘QXZH’, ‘QXWH’ and ‘QXZL’, we studied the changes of leaf MDA molality, SOD activities, POD activities, soluble sugar contents and water potentials after drought stress for 0, 10, 20, 30 and 40 d and rewatering for 14 d, and comprehensively evaluated drought resistance of five Chinese chestnut varieties by subordinate function method. The development of drought stress, leaf MDA molality of the five Chinese chestnut varieties raised constantly. Treated for 40 d, leaf MDA molality are significantly higher than that of their respective controls. Leaf SOD activities of the five Chinese chestnut varieties showed a trend of descending-rising-descending, the maximum of the five kinds appear after treated for 30 d, and higher than that of their respective controls. Treated for 40 d, the leaf SOD activities were significantly lower than that of their respective controls. Leaf POD activities of the five Chinese chestnut varieties showed a trend of rising-descending, the maximum of the five kinds appeared after treated for 10 d, ‘YSZF’ was higher than its controls, the other four varieties with no significant difference in comparison with that of their controls. Treated for 40 d, leaf POD activities were significantly lower than that of their respective controls. The leaf soluble sugar content of the five Chinese chestnut varieties increased. The maximum of the five kinds appear after treated for 40 d, but with no significant difference in comparison with that of their control. The five Chinese chestnut varieties leaf water potentials showed a trend of decrease. Treated for 40 d, leaf water potentials were significantly lower than that of their respective controls. After rewatering for 14 d, leaf MDA molality, soluble sugar contents of the five Chinese chestnut varieties descended. Leaf SOD activities, POD activities and water potentials of the five Chinese chestnut varieties increased more than drought stress for 40 d. A subordinate function was used to rank their drought resistance, with the descending order of YSZF (0.52), ZP (0.46), QXWH (0.42), QXZH (0.36), and QXZL(0.34).

板栗(CastaneamollissimaBl.)，殼斗科(Fagaceae)，其果實(shí)富含脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉等多種營養(yǎng)成分，是我國主要的木本糧食樹種之一，被譽(yù)為“鐵桿莊稼”。在國際市場上占有重要地位。干旱是一個(gè)長期存在的世界性難題，嚴(yán)重制約著植物的生長發(fā)育,限制世界各國農(nóng)林業(yè)發(fā)展[1-3]。眾多學(xué)者對干旱脅迫下植物體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、水勢等進(jìn)行了大量研究[4-10]。嫁接是板栗繁殖的主要方式，砧木抗旱性對于嫁接成活與否及嫁接后苗木生長狀況極其重要。因此，研究不同品種板栗砧木的抗旱能力對于板栗成活及穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。以往有關(guān)板栗抗旱性研究較少，對于干旱脅迫下板栗的生理生化指標(biāo)變化、不同品種抗旱性比較鮮有報(bào)道。

文中以5個(gè)板栗品種容器苗為試驗(yàn)材料，采用盆栽控水法，研究了土壤干旱脅迫0、10、20、30、40 d及復(fù)水14 d后葉片中MDA質(zhì)量摩爾濃度，SOD、POD活性，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)及葉片水勢的變化，并據(jù)上述生理指標(biāo)，運(yùn)用隸屬函數(shù)法對5種板栗抗旱性進(jìn)行綜合評價(jià)，進(jìn)而為篩選抗旱板栗砧木提供初步依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于北京林業(yè)大學(xué)遷西試驗(yàn)基地溫室內(nèi)進(jìn)行。供試材料為5個(gè)板栗品種容器苗(‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’)。

2014年9月份采集以上5個(gè)板栗品種種子置于低溫冷藏柜中進(jìn)行貯藏。于2015年3月中旬將以上5個(gè)板栗品種種子用0.4%的NaClO消毒30 min，蒸餾水沖洗干凈，之后進(jìn)行層積催芽。每種催芽100粒。待胚根伸長至5 cm時(shí)截根后栽種至上口徑21 cm、下口徑16 cm、高21 cm的營養(yǎng)缽中，每盆栽1株。栽培基質(zhì)為遷西板栗園土，土壤類型為沙壤土，pH=6.44，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.89 g·kg-1，每盆裝土量為5.20 kg。

于2015年5月份，選擇生長良好、長勢一致的板栗容器苗(平均苗高33.2 cm，地徑4.72 mm)，在溫室內(nèi)進(jìn)行自然干旱脅迫處理。溫室與外界進(jìn)行通風(fēng)。試驗(yàn)設(shè)對照(CK)和自然干旱(GH)兩個(gè)處理，為了避免試驗(yàn)過程中植株死亡影響取樣，每個(gè)處理準(zhǔn)備40盆:干旱脅迫開始前先給苗木澆清水至飽和，之后40 d停止?jié)菜?此時(shí)板栗葉片出現(xiàn)萎蔫，土壤相對含水量為29.67%～31.98%，達(dá)到重度干旱脅迫)；40 d后解除脅迫并澆水至飽和，隨后正常養(yǎng)護(hù)。對照組土壤相對含水量保持在75%左右。

分別在干旱脅迫0、10、20、30、40 d以及復(fù)水14 d后的當(dāng)日08:00采集對照組及處理組植株枝條頂端向下第3至第5個(gè)葉片，置于冰盒中立即帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)測定。每次采樣設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)選取5盆植株采集，以保證材料充足和一致，采樣后的植株不再重復(fù)采樣。

去除新鮮樣葉的葉脈，取0.5 g樣葉置于預(yù)冷的研缽中，加2 mL預(yù)冷的0.05 mol·L-1磷酸緩沖液(含10 g·L-1PVP，pH值7.0)，以及少量石英砂，研磨至勻漿；用3 mL上述磷酸緩沖液沖洗研缽，合并提取液，于離心機(jī)4 ℃、10 000 r·min-1下離心20 min；沉淀用上述方法重復(fù)提取1次；合并上清液定容至5 mL；樣液于4 ℃條件下保存，用于MDA質(zhì)量摩爾濃度及SOD、POD活性測定[11]。

采用硫代巴比妥酸比色法測定MDA質(zhì)量摩爾濃度[12]；采用氮藍(lán)四唑光還原法測定SOD活性[13]；采用愈創(chuàng)木酚比色法測定POD活性[13]；采用蒽酮比色法測定可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)[12]；利用WP4-T露點(diǎn)水勢儀測定葉片水勢。

通過EXCEL2007和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析。差異顯著性運(yùn)用Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

采用隸屬函數(shù)法[11,14]對板栗的抗旱能力進(jìn)行綜合評價(jià)。為避免不同品種間對照值的差異影響試驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)公式Ii=I/I0(其中，I為干旱組值；i為品種；I0為對照組值)計(jì)算各指標(biāo)在不同時(shí)間的變化系數(shù)，之后再計(jì)算各指標(biāo)與抗旱性的相關(guān)隸屬函數(shù)值。各指標(biāo)與抗旱性隸屬函數(shù)值的計(jì)算公式為：指標(biāo)與抗旱性呈正相關(guān)時(shí)，計(jì)算結(jié)果表示為R(i,j)=(Xi,j-Xmin)/(Xmax-Xmin)；指標(biāo)與抗旱性呈負(fù)相關(guān)時(shí)，計(jì)算結(jié)果表示為R(Xi,j)=1-(Xi,j-Xmin)/(Xmax-Xmin)，式中，R(Xi,j)為i品種j指標(biāo)的抗旱性隸屬函數(shù)值；Xi,j為i品種j指標(biāo)的測定值；Xmax及Xmin分別為j指標(biāo)的最大值和最小值。分別計(jì)算各品種所有測定指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值，平均值越大，則抗旱性越強(qiáng)[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤干旱脅迫及復(fù)水后5個(gè)板栗品種葉片部分生理指標(biāo)的變化

土壤干旱脅迫0、10、20、30、40 d及復(fù)水14 d后5個(gè)板栗品種葉片丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、葉片水勢的變化見表1。

2.1.1 丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度的變化

由表1可知，試驗(yàn)期間，對照組5個(gè)板栗品種葉片的MDA質(zhì)量摩爾濃度呈小幅波動趨勢，但整體變化幅度不大；持續(xù)干旱脅迫條件下，5個(gè)品種干旱組葉片的MDA質(zhì)量摩爾濃度總體呈不斷增加的趨勢，各時(shí)段的MDA質(zhì)量摩爾濃度均顯著(P<0．05)高于各自的對照組。干旱脅迫40 d，5個(gè)品種干旱組葉片的MDA質(zhì)量摩爾濃度達(dá)到最大值?！乡辍嗌皆缲S’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’葉片的MDA質(zhì)量摩爾濃度分別較各自的對照組升高161.36%、145.04%、171.00%、163.11%、167.74%；復(fù)水14 d后，各品種葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度均較干旱脅迫40 d時(shí)有所降低，5個(gè)葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度均顯著高于各自對照組(P<0．05)；‘遷西壯栗’葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度平均值顯著高于‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’，前3者又顯著高于‘遷西晚紅’(P<0．05)。

表1 土壤干旱脅迫及復(fù)水后5個(gè)板栗品種葉片各生理指標(biāo)的變化

脅迫時(shí)間/dSOD活性/U·g-1‘紫珀’GHCK‘燕山早豐’GHCK‘遷西早紅’GHCK‘遷西晚紅’GHCK‘遷西壯栗’GHCK0(473．28±8．88)a (473．28±8．88)a (462．52±12．67)a(462．52±12．67)a(461．77±15．41)a(461．77±15．41)a(470．14±14．22)a(470．14±14．22)a(452．42±8．80)a(452．42±8．80)a10(358．12±19．60)b(470．65±22．44)a(348．97±16．74)b(474．39±9．39)a(350．01±10．42)b(471．21±13．99)a(382．81±8．71)b(473．29±6．58)a(379．76±16．11)b(470．18±15．28)a20(419．02±12．30)ab(471．49±14．61)a(423．86±12．64)ab(470．12±11．63)a(394．58±15．28)b(464．46±13．17)a(387．56±14．88)b(470．08±6．29)a(385．12±12．78)b(468．23±10．58)a30(614．35±9．34)b(466．96±15．58)c(661．88±13．11)a(468．40±11．95)c(606．78±11．83)b(482．96±8．76)c(591．05±17．82)b(467．09±5．14)c(574．44±12．85)b(477．12±15．01)c40(417．45±9．39)b(471．09±10．85)a(417．48±11．10)b(465．54±16．03)a(407．98±9．13)b(479．43±17．00)a(414．77±10．73)b(475．65±14．06)a(396．00±9．29)b(471．18±12．24)a14’(435．90±16．23)a(470．23±18．52)a(438．02±12．89)a(469．98±10．87)a(422．85±9．15)a(470．88±5．59)a(423．14±12．10)a(469．63±15．50)a(419．69±18．35)a(474．23±12．74)a平均值(453．02±8．80)a(470．62±10．65)a(458．79±15．01)a(468．49±16．46)a(440．66±6．63)a(471．79±7．85)a(444．91±14．40)a(470．98±10．85)a(434．57±13．50)a(468．89±14．84)a

脅迫時(shí)間/dPOD活性/U·g-1·min-1‘紫珀’GHCK‘燕山早豐’GHCK‘遷西早紅’GHCK‘遷西晚紅’GHCK‘遷西壯栗’GHCK0(66．25±2．29)b(66．25±2．29)b(82．95±1．87)a(82．95±1．87)a(73．18±2．30)b(73．18±2．30)b(89．02±3．23)a(89．02±3．23)a(85．96±2．57)a(85．96±2．57)a10(71．42±1．86)de(60．74±2．00)e(112．98±8．24)a(94．78±4．97)bc(81．78±2．39)cd(75．18±2．84)cde(106．84±6．69)ab(92．58±2．23)bc(82．51±2．98)cd(79．96±5．66)cd20(50．28±1．76)c(64．58±2．56)bc(81．14±2．04)ab(90．15±5．91)a(59．92±5．63)c(81．56±4．57)ab(68．43±4．70)bc(87．16±3．97)a(56．25±3．52)c(80．02±6．24)ab30(50．36±2．98)c(68．27±3．06)bc(66．97±3．92)bc(91．44±6．50)a(56．23±3．89)c(77．87±4．96)ab(67．08±5．08)bc(90．21±4．02)a(53．47±2．45)c(83．16±2．81)ab40(42．57±2．47)d(58．80±2．01)c(59．05±3．34)c(87．28±2．06)a(57．23±3．92)c(80．22±3．92)ab(64．53±2．54)c(88．51±3．39)a(45．66±3．74)d(75．97±3．31)b14’(51．46±2．59)f(60．22±4．07)def(95．52±3．26)a(92．42±6．17)ab(60．36±4．09)def(75．46±3．23)cd(69．16±3．45)cde(85．07±3．42)abc(57．25±4．05)ef(78．64±5．14)bc平均值(55．39±4．35)c(63．14±1．86)bc(83．10±4．57)ab(89．84±5．53)a(64．79±3．39)bc(77．24±4．10)ab(77．51±6．98)ab(88．76±6．06)a(63．52±2．45)bc(80．62±4．18)ab

脅迫時(shí)間/d可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%‘紫珀’GHCK‘燕山早豐’GHCK‘遷西早紅’GHCK‘遷西晚紅’GHCK‘遷西壯栗’GHCK0(9．54±1．12)b(9．54±1．12)b(9．55±0．43)b(9．55±0．43)b(9．59±0．65)b(9．59±0．65)b(10．99±0．88)a(10．99±0．88)a(9．57±0．58)b(9．57±0．58)b10(9．59±0．45)a(9．48±0．34)a(9．81±0．66)a(9．62±1．41)a(9．81±1．54)a(9．71±0．69)a(10．98±0．83)a(10．83±0．68)a(9．86±1．09)a(9．71±0．70)a20(10．12±0．16)a(9．87±0．61)a(10．07±0．80)a(9．73±1．38)a(9．86±1．57)a(9．60±0．74)a(11．17±1．20)a(10．94±1．20)a(10．34±2．05)a(10．02±1．15)a30(11．26±1．08)a(10．06±0．31)a(11．05±1．22)a(9．75±1．59)a(10．13±1．11)a(9．78±1．49)a(11．75±2．07)a(11．02±1．70)a(10．39±1．14)a(9．80±1．16)a40(11．77±1．48)a(9．74±0．47)a(12．36±1．24)a(10．00±0．77)a(11．10±1．32)a(9．42±0．66)a(12．84±2．59)a(10．75±0．78)a(11．05±1．29)a(9．75±1．78)a14’(10．47±1．26)a(9．46±0．49)a(11．13±1．37)a(9．43±0．56)a(9．84±1．06)a(9．35±1．17)a(11．55±2．25)a(10．63±0．62)a(10．12±1．34)a(9．68±1．47)a平均值(10．46±0．89)a(9．69±0．71)a(10．66±1．67)a(9．68±0．77)a(10．06±1．09)a(9．58±1．56)a(11．55±2．38)a(10．86±1．11)a(10．22±1．34)a(9．75±0．59)a

脅迫時(shí)間/d葉片水勢/MPa‘紫珀’GHCK‘燕山早豐’GHCK‘遷西早紅’GHCK‘遷西晚紅’GHCK‘遷西壯栗’GHCK0(-0．57±0．11)c(-0．57±0．11)c(-0．73±0．04)b(-0．73±0．04)b(-0．66±0．06)b(-0．66±0．06)b(-0．88±0．09)a(-0．88±0．09)a(-0．86±0．04)a(-0．86±0．04)a10(-1．20±0．14)c(-0．52±0．12)c(-1．67±0．26)b(-0．81±0．05)c(-2．02±0．14)b(-0．69±0．18)c(-2．52±0．36)a(-0．90±0．14)c(-2．80±0．64)a(-0．88±0．17)c20(-1．79±0．32)b(-0．61±0．07)c(-1．94±0．39)b(-0．79±0．11)c(-3．54±0．59)a(-0．72±0．05)c(-3．33±0．35)a(-0．93±0．12)c(-4．05±0．77)a(-0．90±0．16)c30(-3．18±0．21)c(-0．68±0．09)d(-3．73±0．81)bc(-0．86±0．16)d(-4．22±0．83)bc(-0．69±0．10)d(-4．37±0．50)b(-0．90±0．13)d(-5．30±0．92)a(-0．91±0．10)d40(-4．29±0．41)b(-0．70±0．09)c(-4．73±1．46)b(-0．90±0．18)c(-5．46±0．94)b(-0．74±0．11)c(-6．63±0．51)a(-0．97±0．16)c(-6．90±1．02)a(-0．94±0．15)c14’(-3．61±0．46)d(-0．63±0．06)e(-4．08±0．91)cd(-0．81±0．18)e(-5．09±0．90)bc(-0．70±0．04)e(-5．59±0．83)ab(-0．93±0．15)e(-6．42±0．99)a(-0．90±0．19)e平均值(-2．44±0．45)c(-0．62±0．11)d(-2．81±0．80)bc(-0．82±0．11)d(-3．50±0．53)ab(-0．70±0．11)d(-3．89±0．74)a(-0．92±0．20)d(-4．39±0．42)a(-0．90±0．21)d

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；14’d表示復(fù)水14 d;同行不同小寫字母表示差異顯著(P<0．05)。

2.1.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性的變化

由表1可知，5個(gè)板栗品種干旱組、對照組之間葉片SOD活性平均值差異不顯著(P>0．05)；持續(xù)干旱脅迫及復(fù)水過程中，5個(gè)板栗品種葉片SOD活性呈降低-升高-降低-升高的趨勢。5個(gè)板栗品種葉片SOD活性均在干旱脅迫30 d時(shí)達(dá)到最大值。‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’分別較各自的對照組增加31.56%、41.31%、25.64%、26.54%、20.40%。且均與各自對照組差異顯著(P<0．05)；干旱脅迫40 d 5個(gè)板栗品種葉片SOD活性開始下降，干旱組板栗葉片SOD活性均顯著低于各自的對照組(P<0．05)；復(fù)水14 d，各品種板栗葉片SOD活性較干旱脅迫40 d時(shí)有所升高。但5個(gè)品種干旱組、處理組之間差異均不顯著(P>0．05)。

2.1.3 過氧化物酶(POD)活性的變化

由表1可知，持續(xù)干旱脅迫及復(fù)水過程中，5個(gè)品種板栗葉片POD活性總體呈升高-降低-升高的趨勢。均在干旱脅迫10 d時(shí)達(dá)到最大值?！乡辍嗌皆缲S’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’分別較各自的對照組增加17.58%、19.21%、8.78%、15.40%、3.19%。除‘燕山早豐’顯著高于對照組(P<0．05)，其余均與對照組差異不顯著(P>0．05)；干旱脅迫40 d，5個(gè)品種葉片POD活性達(dá)到最低值，分別低于各自對照的26.23%、26.76%、27.79%、25.65%、35.70%。且均與對照差異顯著(P<0．05)；復(fù)水14 d，5種葉片POD活性較干旱脅迫40 d時(shí)有所升高。除‘燕山早豐’高于對照組外，其余均低于各自的對照，但均差異不顯著(P>0．05)；‘燕山早豐’‘遷西晚紅’葉片POD活性平均值顯著高于‘紫珀’?！嗌皆缲S’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’之間差異不顯著?！乡辍w西早紅’‘遷西壯栗’之間差異不顯著。

2.1.4 可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

由表1可知，5個(gè)板栗品種干旱組、對照組之間，葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值差異不顯著(P>0．05)；持續(xù)干旱脅迫及復(fù)水過程中，5個(gè)板栗品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體呈升高-降低趨勢。干旱脅迫40 d，5個(gè)板栗品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到最大值，‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’分別高于對照的20.82%、23.59%、17.88%、19.46%、13.33%。但互相之間差異不顯著(P>0．05)；復(fù)水14 d后5個(gè)板栗品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所降低，但各品種干旱組、對照組之間差異不顯著(P>0．05)。

2.1.5 葉片水勢的變化

由表1可知，持續(xù)干旱脅迫及復(fù)水過程中，5個(gè)板栗品種葉片水勢呈降低-升高的趨勢。干旱脅迫40 d，5個(gè)板栗品種葉片水勢均達(dá)到最小值?！w西晚紅’‘遷西壯栗’顯著低于‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’(P<0．05)?！乡辍嗌皆缲S’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’均顯著低于各自的對照(P<0．05)，分別較對照降低510.74%、427.17%、640.67%、581.77%、636.53%；復(fù)水14 d，5個(gè)板栗品種葉片水勢均有所升高，但仍顯著低于各自的對照(P<0．05)。‘紫珀’‘燕山早豐’干旱組之間差異不顯著(P>0．05)，‘燕山早豐’‘遷西早紅’干旱組之間差異不顯著(P>0．05)，‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’之間差異不顯著(P>0．05)?！乡辍嗌皆缲S’葉片水勢最低，‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’葉片水勢最高；‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’葉片水勢平均值顯著高于‘紫珀’(P<0．05)?！乡辍嗌皆缲S’之間差異不顯著(P>0．05)?！嗌皆缲S’‘遷西早紅’之間差異不顯著(P>0．05)。‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’之間差異不顯著(P>0．05)。

2.2 5個(gè)板栗品種抗旱性的綜合評價(jià)

植物抗旱性是一個(gè)復(fù)合性狀，采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對板栗抗旱性進(jìn)行綜合評價(jià)，用每種板栗各項(xiàng)指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值作為其抗旱性綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，隸屬函數(shù)平均值越大，抗旱性越強(qiáng)[14]。因此，基于板栗葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，SOD、POD活性，葉片水勢的變化，對5個(gè)板栗品種抗旱性進(jìn)行綜合評價(jià)(表2)。由表2可知，‘紫珀’‘燕山早豐’‘遷西早紅’‘遷西晚紅’‘遷西壯栗’葉片5個(gè)生理指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值分別為0.46、0.52、0.36、0.42、0.34。據(jù)此對5個(gè)板栗品種的抗旱性進(jìn)行排序，抗旱性由高到低依次為‘燕山早豐’‘紫珀’‘遷西晚紅’‘遷西早紅’‘遷西壯栗’。

表2 基于葉片5個(gè)生理指標(biāo)的5個(gè)品種板栗抗旱性隸屬函數(shù)分析

3 結(jié)論與討論

植物遭受逆境時(shí)，脂膜過氧化導(dǎo)致MDA積累，蛋白質(zhì)和核酸變性失活，進(jìn)而導(dǎo)致膜流動性降低，透性增加，MDA可以作為植物遭受逆境傷害的指標(biāo)。本研究結(jié)果表明：持續(xù)干旱時(shí)，5個(gè)板栗品種葉片中MDA質(zhì)量摩爾濃度不斷增加。這與李鈞[15]、時(shí)忠杰等[16]、蘇寒之等[17]、李嬙等[18]的研究結(jié)果相一致。干旱脅迫條件下5個(gè)板栗品種葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度平均值較對照顯著升高(P<0.05)。干旱脅迫后期，‘燕山早豐’葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度最低，且MDA質(zhì)量摩爾濃度平均值較低，說明‘燕山早豐’對干旱脅迫的抗性較強(qiáng)，葉片細(xì)胞受到的膜脂過氧化傷害程度最小，MDA積累最少。

植物遭受逆境時(shí)，產(chǎn)生有害的活性氧，SOD、POD是生物體內(nèi)清除自由基的重要保護(hù)酶。相關(guān)研究表明[19]，干旱脅迫下，SOD、POD的活性與抗氧化能力呈正相關(guān)。本研究結(jié)果表明，干旱脅迫過程中，板栗SOD活性呈降低-升高-降低的趨勢。這與時(shí)忠杰等[16]的研究結(jié)果一致。5個(gè)板栗品種均在干旱脅迫30 d達(dá)到最高值，說明此時(shí)SOD的作用達(dá)到最大值。之后開始降低，說明干旱脅迫導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基，超過了防御系統(tǒng)的清除能力；此外，還可能與植物對逆境的補(bǔ)償和超補(bǔ)償效應(yīng)有關(guān)，是植物對長期干旱脅迫的應(yīng)激動力學(xué)反應(yīng)，葉片膜脂過氧化程度加重導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂和細(xì)胞活力降低[11]；干旱脅迫及復(fù)水過程中，5個(gè)板栗品種葉片POD活性基本呈升高-降低-升高的趨勢。這與張鵬等[20]對板栗的研究結(jié)果一致。5個(gè)板栗品種均在干旱脅迫10 d達(dá)到最高值，‘燕山早豐’‘遷西晚紅’的葉片POD活性最高值較高，說明其具有較強(qiáng)的抗氧化能力。復(fù)水之后，酶活性升高，說明植株的抗氧化系統(tǒng)有所恢復(fù)。SOD、POD的共同作用，使活性氧的含量降低，從而植物體可以進(jìn)行正常的生命活動。

可溶性糖是植物體內(nèi)重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。研究表明[21]，當(dāng)植物受到干旱脅迫時(shí)，可溶性糖逐漸積累，從而進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，阻止細(xì)胞膜解離，增強(qiáng)細(xì)胞保水能力，穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)，防止細(xì)胞脫水。本研究結(jié)果表明，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，5個(gè)板栗品種葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷積累，進(jìn)而維持細(xì)胞膨壓，使植物能夠維持正常的生命活動。這與柯世省等[22]、徐蓮珍等[23]的研究結(jié)果相一致。

水勢是表示植物水分虧缺或水分狀況的一個(gè)直接指標(biāo)[24]。本研究表明，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，5個(gè)板栗品種葉片水勢均表現(xiàn)出下降趨勢。復(fù)水后，葉片水勢有所增加。這與大多數(shù)學(xué)者的研究基本一致[25-30]?？购敌詮?qiáng)的品種，干旱脅迫下水勢下降幅度較小，復(fù)水之后恢復(fù)較快。干旱脅迫40 d時(shí)，‘燕山早豐’葉片水勢相對對照下降幅度最小，且復(fù)水后水勢較高。說明其自身調(diào)節(jié)能力最強(qiáng)，在干旱脅迫環(huán)境下，保持較高的水勢，防止細(xì)胞失水，保持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。

植物抗旱性是一個(gè)復(fù)合性狀，單一指標(biāo)并不能說明抗旱性強(qiáng)弱。因此，根據(jù)隸屬函數(shù)法對5個(gè)板栗品種抗旱性進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明，5個(gè)板栗品種抗旱性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椤嗌皆缲S’‘紫珀’‘遷西晚紅’‘遷西早紅’‘遷西壯栗’。

[1] CRAMER G R, URANO K, DELROT S, et al. Effects of abiotic stress on plants: a systems biology perspective[J]. BMC Plant Biology,2011,11:163．

[2] 韓文萍，丁貴杰，鮑斌.不同鐘源馬尾松對干旱脅迫的生理生態(tài)響應(yīng)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,32(5):25-29．

[3] 沈國舫，王禮先.中國生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源保護(hù)利用[M].北京:中國水利水電出版社，2001．

[4] 王凱紅，劉向平，張樂華，等．5種杜鵑幼苗對高溫脅迫的生理生化響應(yīng)及耐熱性綜合評價(jià)[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011,20(3):29-35．

[5] 令狐昱慰，李汝娟，李思鋒，等．干旱脅迫對九頭獅子草和圓苞金足草幼苗形態(tài)和生理特性的影響[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2013，22(3):25-32．

[6] 姜英淑，陳書明，王秋玉，等．干旱脅迫對2個(gè)歐李種源生理特征的影響[J]．林業(yè)科學(xué)，2009，45(6):6-10．

[7] NUCCIO M L， RHODES D， McNEIL S D， et al． Metabolic engineering of plants for osmotic stress resistance[J]． Curr Opin Plant Biol，1999，2(2):128-134．

[8] SMIRNOFF N． Plan tresistance to environmental stress[J]． Curr Opin Biotechnol，1998，9(2):214-219．

[9] TURNER N C. Techniques and experimental approaches for the measurement of plant water status[J]. Plant Soil,1981,58(1):339-366．

[10] LEVITT J. Responses of plants to environmental stress[J]. Water Relation, Salt and Other Stresses,1980，2(2):606.

[11] 楊淑紅，宋德才，劉艷萍，等.土壤干旱脅迫和復(fù)水后3個(gè)楊樹品種葉片部分生理指標(biāo)變化及抗旱性評價(jià)[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23(3):65-73．

[12] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000．

[13] 張蜀秋.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2011．

[14] 黃承玲，陳訓(xùn)，高貴龍.3種高山杜鵑對持續(xù)干旱的生理響應(yīng)及抗旱性評價(jià)[J].林業(yè)科學(xué),2011,47(6):48-55．

[15] 李鈞.華北地區(qū)板栗主栽品種抗旱生理研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué)，2006.

[16] 時(shí)忠杰，杜阿朋，胡哲森，等.水分脅迫對板栗幼苗葉片活性氧代謝的影響[J].林業(yè)科學(xué)研究，2007,20(5):683-687．

[17] 蘇寒之，金建邦，祝遵凌.干旱脅迫對北美紅櫟幼苗生理特性的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,42(8)：35-39．

[18] 李嬙，王佳，崔虎亮，等.干旱脅迫對翠菊苗期生理生化特性的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012,40(11)：35-37．

[19] 王建華，劉鴻先，徐同.超氧化物歧化酶(SOD)在植物逆境和衰老生理中的作用[J].植物生理學(xué)通訊,1989,25(1):1-5．

[20] 張鵬,孫明高，宋尚文，等.干旱脅迫對板栗幼苗保護(hù)酶活性的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,41(1):6-10．

[21] 吳強(qiáng)盛，夏仁學(xué)，張瓊?cè)A．果樹對水分脅迫反應(yīng)研究進(jìn)展[J].亞熱帶植物科學(xué)，2003，32(2):72-76．[22] 柯世省，楊敏文.水分脅迫對云錦杜鵑抗氧化系統(tǒng)和脂類過氧化的影響[J].園藝學(xué)報(bào)，2007，34(5):1217-1222．

[23] 徐蓮珍，蔡靖，姜在民，等．水分脅迫對3種苗木葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與保護(hù)酶活性的影響[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23(2):12-14．

[24] 單長卷，梁宗鎖．土壤干旱對刺槐幼苗水分生理特征的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，37(4):598-602．

[25] 李繼文，王進(jìn)鑫，張慕黎，等．干旱及復(fù)水對刺槐葉水勢的影響[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，24(3):33-36．

[26] 趙燕，李吉躍，劉海燕，等．水分脅迫對5個(gè)沙柳種源苗木水勢和蒸騰耗水的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30(5):19-25．

[27] 王海珍，韓路，李志軍，等．塔里木河上游胡楊與灰楊光合水分生理特性[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29(11):5843-5850．

[28] 招禮軍，李吉躍，于界芬，等.干旱脅迫對苗木蒸騰耗水日變化的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003,25(3)：42-47．

[29] 王丁，姚健，楊雪，等.干旱脅迫條件下6種喀斯特主要造林樹種苗木葉片水勢及吸水潛能變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31(8):2216-2226．

[30] 譚雪紅.5種灌木的生理特性及抗旱性的綜合評價(jià)[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41(2)：29-34．

Physiological Response of Five Chinese Chestnut Varieties of Drought Stress and Evaluation of Drought Resistance//

Wu Yanqi, Guo Sujuan

(Key Laboratory for Silviculture and Conservation, Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2017,45(1)：20-24,29.

Chinese chestnut varieties; Drought stress; Physiological indexes; Drought resistance; Subordinate function method

1)國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)重大項(xiàng)目(201204401)、“十二五”科技支撐專題(2013BAD14B0402)。

武燕奇，女，1992年7月生，省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，碩士研究生。E-mail：YQ15525@163.com。

郭素娟，省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，教授。E-mail：gwangzs@263.net。

2016年8月18日。

S792.18;Q945.78

責(zé)任編輯：任 俐。