馬 新,姜繼元,董 鵬,朱耀軍,李 銘 *
(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院,新疆 石河子 832000;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院,北京 100091)
干旱脅迫對(duì)文冠果幼苗的生理反應(yīng)及生長的影響
馬 新1,姜繼元1,董 鵬1,朱耀軍2,李 銘1 *
(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院,新疆 石河子 832000;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院,北京 100091)
為了研究文冠果幼苗對(duì)干旱脅迫的耐受特性,選擇2年生文冠果幼苗為供試材料。在盆栽條件下,設(shè)置水分梯度,測(cè)定分析文冠果幼苗在不同水分梯度及不同時(shí)間下的生理指標(biāo)及生長指標(biāo)。結(jié)果表明,①隨著時(shí)間的延長,文冠果葉片丙二醛(MDA)含量及細(xì)胞膜相對(duì)透性(RCM)在對(duì)照和T2處理下保持相對(duì)穩(wěn)定,而在T1、T3及T4處理下有升高的趨勢(shì)。②文冠果葉片內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)含量在T3和T4處理下逐漸升高,T1處理下先升高后降低,而可溶性蛋白(SP)的含量則在T1和T4處理下呈先升高后降低的趨勢(shì),T2與對(duì)照處理各滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量較為接近。③文冠果葉片的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性在T1、T3及T4處理下均高于對(duì)照,但變化的時(shí)間和幅度有所不同。④在文冠果株高、地徑、葉數(shù)及各器官生物量積累方面,T1和T4處理顯著低于對(duì)照(P<0.05),但主根長則大體表現(xiàn)出T4>T3>T1>T2>CK,差異顯著(P<0.05),T4、T3及T1處理的主根長分別較對(duì)照提高了68.4 %、54.5 %及41.5 %。文冠果幼苗能通過調(diào)整自身生長、保護(hù)酶活性和可溶性物質(zhì)含量等提高其抗旱性。
文冠果;幼苗;干旱脅迫;生理指標(biāo)
文冠果(Xanthocerassorbifolia)又名木瓜、文登閣、文官果等,屬于無患子科文冠果屬,該屬僅一種,是我國特有的珍稀木本油料植物[1]。文冠果在我國北方分布廣泛,其根系發(fā)達(dá)、保水力強(qiáng),耐干旱、嚴(yán)寒、貧瘠,具有在荒山、荒地、沙化等不良條件下生長的能力,因此,是山區(qū)綠化、退耕還林、防風(fēng)固沙的首選生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種[2],具有巨大的開發(fā)和利用潛力[3]。
本研究區(qū)位于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán),屬我國典型的干旱、半干旱區(qū),降雨量少,蒸發(fā)量大,水資源缺乏。許多研究表明水分是影響植物生長的關(guān)鍵因素,水分脅迫會(huì)在多種水平上干擾樹木的生理活動(dòng)的正常進(jìn)行,如抗氧化酶活性、可溶性物質(zhì)含量、生物量積累等[4]。已有的研究證明文冠果這一樹種具有良好的抗旱性,如謝志玉等[5]和張剛等[6]研究表明文冠果幼苗能通過調(diào)整自身生長、保護(hù)酶活性及根系活力等提高其抗旱性,文冠果具有較強(qiáng)的耐旱潛力;周玲等[7]和常燕虹等[8]的研究發(fā)現(xiàn),在土壤干旱脅迫下文冠果幼苗葉片通過增大細(xì)胞膜透性、增加體內(nèi)脯氨酸含量來提高自身的抗旱能力,文冠果幼苗表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干旱特性,可在干旱和半干旱地區(qū)推廣栽培;馮朝紅等[9]分析了天然油菜素內(nèi)酯(NBR)對(duì)文冠果苗木抗旱性的影響,結(jié)果表明,NBR 處理可顯著增強(qiáng)苗木的抗旱性等。綜上所述,文冠果是一耐旱樹種,但同一抗旱樹種在不同地區(qū)或者不同生理狀態(tài)下,其抗旱能力和方式會(huì)發(fā)生變化[10],而目前在本研究區(qū)有關(guān)文冠果需水規(guī)律及抗旱能力的研究還少有報(bào)道。因此,本研究通過對(duì)文冠果幼苗進(jìn)行盆栽水分處理試驗(yàn),了解文冠果幼苗在不同水分條件下的生理和生長指標(biāo)的變化,揭示水分變化對(duì)文冠果生理指標(biāo)的影響及測(cè)定指標(biāo)間的相關(guān)性,探討在本研究條件下適合文冠果生長的最適灌量,旨在為文冠果在新疆地區(qū)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2015年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院林園所試驗(yàn)田進(jìn)行,位于新疆石河子市,地處天山北麓中段,古爾班通古特大沙漠南緣,地理位置為84°58′~86°24′ E,43°26′~45°20′ N,是典型的干旱半干旱氣候區(qū)。年平均氣溫6.5 ℃,年平均最高氣溫13 ℃,年平均最低氣溫0 ℃,無霜期為168~171 d,日照2300~2700 h,年平均降水量125~207.7 mm,年蒸發(fā)量1000~1500 mm,蒸發(fā)量是降雨量的5倍以上。
試驗(yàn)材料為內(nèi)蒙古赤峰市林業(yè)科學(xué)研究院提供的文冠果種子,種子收集以后在地下室覆濕沙儲(chǔ)藏,2014年開始培育試驗(yàn)用的文冠果幼苗,2015年5月份選擇大小一致的幼苗移栽至上口徑40 cm,下口徑25 cm,高40 cm的塑料盆內(nèi),進(jìn)行不同水分處理盆栽試驗(yàn)。苗木移栽后先期進(jìn)行正常的水分管理,7月1日開始按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行水分處理,試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)水分處理,即土壤含水量分別控制在田間最大持水量的(46.4 %)的80 %(T1)、60 %(T2)、40 %(T3)、20 %(T4),以正常灌水為對(duì)照(CK,憑借經(jīng)驗(yàn)每天進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)水),各處理重復(fù)21次,共105盆,每盆種植1株苗木。每天早晨8:00用稱重法(奧豪斯儀器廠生產(chǎn)的EX35001ZH天平,最大稱量為35 kg,最小精度為0.1 kg)控制土壤含水量的恒定,精度在0.1 g,加水補(bǔ)充其耗水損失,使含水量維持在各預(yù)定脅迫水平,實(shí)驗(yàn)持續(xù)40 d,脅迫期間,晴天盆栽苗木正常照光,雨天及時(shí)用防雨布遮擋。
1.3.1 生理指標(biāo)測(cè)定 各個(gè)處理達(dá)到脅迫水平的第0、10、20、30、40天分別取各處理各植株新鮮葉片,用鋁箔紙包裝完好后,標(biāo)記并用液氮罐速凍帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè),丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[11];細(xì)胞膜相對(duì)透性(RCM)采用相對(duì)電導(dǎo)法;可溶性蛋白(SP)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[12];脯氨酸(Pro)含量的測(cè)定采用茚三酮比色法[12];超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定分別采用氮藍(lán)四唑染色法[12]、愈創(chuàng)木酚染色法[13]和紫外吸收法[14]進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定時(shí),每個(gè)樣品重復(fù)3次。
1.3.2 生長指標(biāo)測(cè)定 先利用鋼卷尺測(cè)量株高,電子游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑,然后用流水沖松盆土,用蒸餾水將植株洗凈濾紙吸干,在天平上分別稱量根、莖、葉鮮重,同時(shí)測(cè)量主根長,并統(tǒng)計(jì)葉片數(shù),最后按根、莖、葉不同器官采集植株樣本,裝進(jìn)牛皮紙袋,標(biāo)號(hào),帶回實(shí)驗(yàn)室,在烘箱中105 ℃殺青30 min后,80 ℃烘干至恒重,用奧豪斯儀器廠生產(chǎn)的EX224ZH天平(最大稱量為220 g,最小精度為0.0001 g)測(cè)定文冠果各器官干物質(zhì)重。
利用Excel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖,SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和方差分析。
植物處于逆境脅迫時(shí),細(xì)胞內(nèi)會(huì)累積大量自由基,在細(xì)胞保護(hù)機(jī)制缺乏時(shí),自由基累積的活性氧可直接攻擊膜系統(tǒng)中的不飽和脂肪酸,使膜脂發(fā)生過氧化,MDA增加,膜脂組分發(fā)生變化,生物膜的結(jié)構(gòu)和功能遭到損傷或破壞[15]。由圖1A可知,隨著時(shí)間的延長,T3和T4處理下的文冠果葉片細(xì)胞膜相對(duì)透性逐漸升高,且在第40天時(shí)達(dá)到最大值,較對(duì)照分別增加了78.9 %和114.2 %。而T1處理膜透性最大值比T3和T4提前了10 d,在第30天達(dá)到最大值,較對(duì)照增加了63.6 %,第30天后開始出現(xiàn)下降,表明T1處理下的文冠果葉片膜系統(tǒng)受到了一定程度的傷害。CK和T2處理下的文冠果葉片膜透性基本穩(wěn)定在30 %左右,曲線較平緩。由圖1B可知,隨著時(shí)間的延長,T1和T4處理下MDA含量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),其中T1處理下MDA含量的最大值出現(xiàn)在第20天,達(dá)0.054 μmol/g,較對(duì)照提高了116.0 %,之后逐漸下降,而T4處理的MDA含量最大值出現(xiàn)在第30天,達(dá)0.053 μmol/g。T3處理MDA含量整體呈緩慢上升的趨勢(shì)。T2處理MDA含量變化幅度較小。
圖1 不同水分處理下文冠果葉片細(xì)胞膜相對(duì)透性和丙二醛含量的變化Fig.1 Contents of RCM and MDA in leaves of Xanthoceras sorbifolia under different treatments
可溶性糖是很多植物主要的滲透調(diào)節(jié)劑,對(duì)細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體起穩(wěn)定作用,脯氨酸是滲透脅迫下易于積累的一種氨基酸,是植物調(diào)節(jié)滲透壓的一種溶質(zhì)[16],可溶性蛋白也是植物的滲透調(diào)節(jié)劑之一,高含量的可溶性蛋白可維持植物細(xì)胞較低的滲透壓,抵抗水分脅迫傷害[17]。由圖2A可知,隨著時(shí)間的延長,T3和T4處理下文冠果葉片可溶性糖含量整體呈上升的趨勢(shì),在第40天達(dá)最大值分別為0.395和0.453 mmol/g,較同期的對(duì)照分別增加29.1 % 和48.1 %。T1處理在第20~30天積累較快,第30天達(dá)最大值,為0.491 mmol/g,較對(duì)照增加了71.1 %,但在第40天出現(xiàn)下降,可能是試驗(yàn)后期重度脅迫破壞了其細(xì)胞結(jié)構(gòu)所致。T2處理文冠果葉片可溶性糖含量在各個(gè)測(cè)定時(shí)期始終穩(wěn)定在0.25 mmol/g左右。 由圖2B可知,隨著時(shí)間的延長, T1和T4處理下文冠果葉片可溶性蛋白含量呈先增大后減小的趨勢(shì),其中T1在第20天達(dá)最大值,為7.54 mg/g,隨后逐漸下降,而T4處理在第30天達(dá)最大值,為7.80 mg/g,隨后緩慢下降。T3處理在整個(gè)取樣時(shí)期呈緩慢上升的趨勢(shì),由第0天的3.73 mg/g 增加至第40天的7.44 mg/g。T2處理可溶性蛋白含量始終與對(duì)照較為接近。由圖2C可知,隨著時(shí)間的延長,T3和T4處理下文冠果葉片脯氨酸含量整體呈上升的趨勢(shì),在第40天達(dá)最大值,分別達(dá)109.9和135.4 μg/g,較同期對(duì)照處理分別提高了33.4 %和64.2 %。T1處理在第30天脯氨酸含量達(dá)最大值,為181.2 μg/g,隨后在第40天下降至162.7 μg/g。T2處理在10~30 d葉片脯氨酸含量稍低于對(duì)照,但在第40天接近對(duì)照。
圖2 不同水分處理下文冠果葉片SS、SP和Pro含量的變化Fig.2 Contents of SS,SP and Pro in leaves of Xanthoceras sorbifolia under different treatments
SOD是保護(hù)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)免受自由基傷害的“第一道防線”,是清除活性氧的關(guān)鍵保護(hù)酶[18]。POD和CAT也是植物體內(nèi)的重要保護(hù)酶,對(duì)提高植物的抗逆能力有重要作用[19]。由圖3A可知,隨著時(shí)間的延長,對(duì)照處理的SOD活性基本穩(wěn)定在845 U/g,T2與對(duì)照處理的SOD活性變化趨勢(shì)基本相同。T1的SOD活性在第30天達(dá)到最大值,為880.5 U/g,隨后在第40天下降至859.8 U/g。T3的SOD活性整體呈現(xiàn)先升高后降低,再升高的趨勢(shì),在水分處理的第10天有一個(gè)峰值,較對(duì)照增加了1.4 %,說明水分脅迫激活了SOD的活性,其清除自由基的能力加強(qiáng),隨后到了第30天達(dá)到最低值,說明隨著時(shí)間的延長,自由基大量增加,消耗了大量的SOD,致使SOD活性下降,此后,在可承受的范圍內(nèi),植物進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)SOD合成能力增加,在第40天 SOD活性又達(dá)到峰值。T4的變化趨勢(shì)與T3處理較為相似,但在第40天 SOD的活性達(dá)到最低值,推測(cè)可能是植株細(xì)胞膜系統(tǒng)受到了傷害所致。由圖3B可知,隨著時(shí)間的延長,文冠果葉片POD活性呈上升的趨勢(shì),其中T1處理在第30天達(dá)最大值,為3966 U/g,較同期的對(duì)照處理提高了55.5 %,而后趨于平緩。T3處理在第20天 POD活性達(dá)最大值,為3515 U/g。T4處理呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),在處理第40天,SOD活性下降。T2處理下文冠果葉片POD活性在處理第20及30天高于對(duì)照,但在第40天趨于對(duì)照。由圖3C可知,隨著時(shí)間的延長,T1、T3及T4處理下文冠果葉片CAT活性呈先上升后下降,再緩慢上升的趨勢(shì),其中T1和T4處理都在第20天達(dá)最大值,較對(duì)照分別增加了53.1 % 和 38.8 %,在第30天 CAT活性有所下降,但在第40天又有所回升,T3處理在第10天 CAT活性最大。T2與對(duì)照處理CAT活性變化趨勢(shì)較相似。
由表1可知,干旱脅迫下文冠果葉片RCM分別與MDA和SP呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)和顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與POD活性呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),說明在此范圍內(nèi)隨著文冠果葉片細(xì)胞膜透性的增大,MDA及SP含量降低,植株受脅迫越嚴(yán)重;MDA與SP含量呈極顯著正相關(guān),與POD活性呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;SS與CAT活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系;SP與Pro含量和POD活性分別呈顯著正相關(guān)關(guān)系和極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;Pro與CAT活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系,即隨著CAT活性的提高,Pro含量增加;3種保護(hù)酶活性之間相關(guān)性不明顯。
圖3 不同水分處理下文冠果葉片SOD、POD和CAT活性Fig.3 SOD, POD and CAT activities in leaves of Xanthoceras sorbifolia under different treatments
表1 干旱脅迫下文冠果生理指標(biāo)的相關(guān)性分析
注:* 和**分別表示在(P<0.05)或 (P<0.01)下相關(guān)性達(dá)顯著和極顯著。
Note:* and ** mean significant correlation at 0.05 or 0.01 levels, respectively.
表2 干旱脅迫對(duì)文冠果幼苗形態(tài)生長指標(biāo)的影響
注:同行不同字母表示不同脅迫梯度在(P<0.05)水平上存在顯著性差異。
Note: Different letters in the same line under different stress indicate significant difference at 0.05 level.
從表2可以看出,不同水分處理下的文冠果各個(gè)生長指標(biāo)中,株高、基徑、葉數(shù)、根、莖、葉鮮重和干重總體表現(xiàn)出的趨勢(shì)為CK≈T2>T3>T4≈T1,其中,株高、基徑、葉數(shù)在T4和T1處理下顯著低于CK和T2(P<0.05),但CK和T2處理間沒有差異;在葉、莖、根鮮重方面,T4處理較CK顯著降低了20.0 %、20.0 %、20.1 %(P<0.05),T1處理較CK顯著降低了12.8 %、27.8 %、14.3 %,CK與T2間沒有差異顯著性,葉、莖、根干重則和鮮重表現(xiàn)出相同的趨勢(shì);主根長則大體表現(xiàn)出T4>T3>T1>T2>CK,差異顯著(P<0.05),T4、T3、T1處理的主根長分別較CK提高了68.4 %、54.5 %、41.5 %,而CK與T2差異不顯著。
文冠果幼苗在生長過程中對(duì)于生物量分配和形態(tài)適應(yīng)上的策略是對(duì)現(xiàn)有生境資源利用效率最大化[5]。本研究結(jié)果表明土壤不同水分狀況對(duì)于盆栽文冠果幼苗的生長和生物量分配影響較大,隨著土壤水分的減少,文冠果幼苗通過主根長度增加來形成發(fā)達(dá)的根系,表現(xiàn)的趨勢(shì)為T4>T3>CK,差異顯著(P<0.05),但T1處理的主根長卻大于對(duì)照,說明補(bǔ)水過多也對(duì)文冠果造成了澇害。通過分析文冠果地上部分后發(fā)現(xiàn),株高、基徑、葉數(shù)、根、莖、葉鮮重和干重總體表現(xiàn)出的趨勢(shì)為CK≈T2>T3>T4≈T1,補(bǔ)水較多(T1)和呈梯度減少的T3和T4處理都通過降低株高、基徑的生長速度,減少葉數(shù)量,從而降低水脅迫造成的傷害。T2處理下文冠果長勢(shì)接近對(duì)照處理,說明在節(jié)約20 %田間持水量的前提下并不會(huì)造成由于水分脅迫而影響文冠果的生長及生理活動(dòng)。
植物的抗旱性與其體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)對(duì)活性氧的清除能力直接相關(guān)[20],隨著脅迫時(shí)間的延長,T1、T3及T4處理文冠果葉片細(xì)胞內(nèi)SOD、POD及CAT酶的活性整體有增強(qiáng)的趨勢(shì),說明植物葉片在受到一定的外界脅迫后可以有效的誘導(dǎo)保護(hù)酶清除自由基,使細(xì)胞免于傷害[21],其中T1和T4處理,在取樣后期保護(hù)酶活性下降,說明在長期補(bǔ)水較多(T1)和較少(T4)下,文冠果均受到水分脅迫,超出葉片細(xì)胞忍耐活性氧自由基的閾值,植株細(xì)胞膜系統(tǒng)受到傷害。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間的延長,T1、T3及T4處理文冠果葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(SP、SS及Pro)含量不斷升高,但在脅迫的后期,T1和T4處理下文冠果葉片的可溶性物質(zhì)含量下降,其原因可能是在受到澇害脅迫(T1)和干旱脅迫(T4)后,保護(hù)酶的活性下降,細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。T2處理下文冠果葉片的各項(xiàng)生理指標(biāo)都接近對(duì)照處理,說明沒有受到水分的脅迫。通過對(duì)各個(gè)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn),RCM分別與MDA和SP呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)和顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與POD活性呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),這和張曉燕等[15]研究結(jié)論一致,說明在此范圍內(nèi)隨著文冠果葉片細(xì)胞膜透性的增大,MDA及SP含量降低,植株受脅迫越嚴(yán)重,同時(shí)激發(fā)葉片中POD保護(hù)酶活性,清除植物體內(nèi)過多的自由基,這也體現(xiàn)了文冠果對(duì)逆境的適應(yīng)性反應(yīng)。
綜上所述,文冠果幼苗能通過調(diào)整自身生長和保護(hù)酶活性(SOD、POD及CAT)、可溶性物質(zhì)含量(SS、SP及Pro)等提高其抗旱性,從而有效防止了膜脂過氧化對(duì)植株的傷害,初步篩選田間最大持水量的60 %為最適灌水閥值,文冠果幼苗具有較強(qiáng)耐旱潛力,可作為生物能源或園林綠化植物在新疆兵團(tuán)大面積推廣栽培。
[1]高述民, 馬 凱, 杜希華,等. 文冠果(Xanthocerassorbifolia)研究進(jìn)展[J]. 植物學(xué)通報(bào), 2002, 19(3):296-301,289.
[2]孔維寶, 梁俊玉, 馬正學(xué),等. 文冠果油研究進(jìn)展[J]. 中國油脂, 2011, 36(11):67-72.
[3]于海燕. 華北地區(qū)3個(gè)種源文冠果苗期水分利用特性及抗旱性研究[D]. 中國林業(yè)科學(xué)研究院, 2014.
[4]張 剛. 文冠果的抗旱性研究[D]. 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2014.
[5]謝志玉, 張文輝, 劉新成. 干旱脅迫對(duì)文冠果幼苗生長和生理生化特征的影響[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2010, 30(5):948-954.
[6]張 剛, 魏典典, 鄔佳寶,等. 干旱脅迫下不同種源文冠果幼苗的生理反應(yīng)及其抗旱性分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2014,29(1):1-7.
[7]周 玲, 王乃江. 干旱脅迫下文冠果幼苗葉片的生理響應(yīng)[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2012, 27(3):7-11.
[8]常燕虹, 武 威, 劉建朝,等. 干旱脅迫對(duì)文冠果樹苗某些生理特征的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2012, 30(1):170-174.
[9]馮朝紅, 李凱榮, 張鵬文,等. 干旱脅迫下油菜素內(nèi)酯對(duì)文冠果苗木抗氧化酶活性和抗氧化劑含量的影響[J]. 旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2008, 26(4):152-155.
[10]黎燕瓊, 鄭紹偉, 陳 泓,等. 林木抗旱性研究及其進(jìn)展[J]. 世界林業(yè)研究, 2007, 20(1):10-15.
[11]王晶英, 敖 紅, 張 杰. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)與原理[M]. 哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社, 2003:135-136.
[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]張志良, 瞿偉菁. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京:高等教育出版社, 2003.
[14]TREVOR E, KRAUS R, AUSTIN F. Paclobutrazol protects wheat seedlings from heat and paraquat injury is detoxification of active oxygen involved[J]. Plant and Cell Physiology, 1994, 35(1):45-52.
[15]張曉燕, 高 永, 胡春元,等. 文冠果耐鹽性試驗(yàn)研究[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2013, 27(7):168-172.
[16]李志萍, 張文輝. NaCl脅迫對(duì)栓皮櫟幼苗生長及其生理響應(yīng)[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2013, 33(8):1630-1637.
[17]李合生, 孫 群, 趙世杰. 現(xiàn)代植物生理學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社, 2002.
[18]張守仁. 葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)的意義及討論[J]. 植物學(xué)通報(bào), 1999, 16(4):444-448.
[19]李 偉. 不同種源連香樹對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)研究[D]. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.
[20]王紅梅, 包維楷, 李芳蘭. 不同干旱脅迫強(qiáng)度下白刺花幼苗葉片的生理生化反應(yīng)[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 2008, 14(6):757-762.
[21]時(shí)忠杰, 杜阿朋, 胡哲森, 等. 水分脅迫對(duì)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.
(責(zé)任編輯 李山云)
GrowthandPhysiologicalReactionofXanthocerassorbifoliaSeedlingsunderSoilDroughtStress
MA Xin1, JIANG Ji-yuan1, DONG Peng1, ZHU Yao-jun2, LI Ming1 *
(1. Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Xinjiang Shihezi 832000, China; 2. Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)
In pot experiment, we selectedsorbifoliaseedlings as tested materials and set different moisture gradients to studysorbifoliaseedlings for drought stress tolerance characteristics.The physiological and growth properties ofsorbifoliaseedlings under different soil moisture gradients and different times were analyzed.The result showed that (i) The malondialdehyde (MDA) content ofsorbifolialeaf and cell membrane permeability (RCM) remained relatively stable in the control and T2 treatments over time, the T1, T3 and T4 treatments showed increasing trend. (ii) The osmotic adjustment substances, eg. soluble sugar (SS) and proline (Pro) content of leaves increased gradually in T3 and T4 treatments, increased firstly and then decreased in T1 treatment, soluble protein (SP) content in the T1 and T4 treatments exhibited increased after decreased, and compared to control treatment, different osmolytes content was closer in T2 treatment. (iii) Superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT) activities in T1, T3 and T4 treatments were higher than that of the control treatment, but the changes of time and amplitude were different. (iv) Insorbifoliaheight, diameter, number of leaves and organ biomass accumulation, T1 and T4 treatment decreased significantly (P<0.05) compared with the control treatment, but the long taproots were generally exhibited T4> T3> T1> T2> CK, the difference was significant (P<0.05), the main root length in T4, T3 and T1treatments improved 68.4 %, 54.5 % and 41.5 %, respectively, compared with the control treatment.Seedlings ofXanthocerassorbifoliacould improve their drought resistance by regulating their growth, protecting enzyme activity and soluble matter content.
Xanthocerassorbifolia; Seedlings; Soil drought stress; Physiological indexes
1001-4829(2017)3-0553-06
10.16213/j.cnki.scjas.2017.3.012
Q945.78
A
2016-03-20
國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“新疆文冠果優(yōu)系引選及繁育技術(shù)研究”(201404712);兵團(tuán)科技攻關(guān)項(xiàng)目“南疆節(jié)水園林綠化植物引選與應(yīng)用”(2015AD024);兵團(tuán)科技攻關(guān)項(xiàng)目“文冠果優(yōu)系引進(jìn)與容器育苗技術(shù)研究”(2015AD019)
馬 新(1989-),男,助理研究員,碩士,主要從事林業(yè)生態(tài)的研究,E-mail: mx501393782@126.com,*為通訊作者。