劉 菲 ，周隆騰 ，蔣 燚 ，宋 倩 ，戴 菱 ，劉雄盛 ，李 娟 ，姜 英 ，韋鑠星

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院 a.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室；b.國家林業(yè)局中南速生材繁育實驗室，廣西 南寧 530002；2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)廳，廣西 南寧 530028；3.廣西農(nóng)業(yè)科學院花卉研究所，廣西 南寧 530007）

干旱是植物生長過程中普遍遇到的極端環(huán)境之一，據(jù)有關研究表明，世界干旱、半干旱區(qū)占陸地面積的33%，我國的干旱、半干旱地區(qū)占國土面積的45%[1]。在干旱環(huán)境下，植物的莖、葉、根系等形態(tài)特征發(fā)生變化，水分代謝、活性氧代謝、植物激素、滲透調(diào)節(jié)、光合生理、細胞膜透性等生理特性受到影響[2-4]，甚至導致植物死亡。

在干旱初始階段，植物發(fā)生應激反應，植物的生長與各種生理活動減緩或停止，為逐漸加劇的脅迫做準備[5]。隨著干旱脅迫程度的加深，植物生長受到抑制，葉片發(fā)生萎蔫，影響光合作用，同時植物體內(nèi)細胞受到傷害，發(fā)生生理性脫水，膜脂過化程度加劇。植物通過調(diào)節(jié)水分吸收與蒸騰作用、啟動抗氧化保護系統(tǒng)、進行滲透調(diào)節(jié)等主動防御機制，以抵御干旱脅迫造成的傷害，并為干旱脅迫結(jié)束后的植物自我修復進行儲能與生理準備[6-8]。

江南油杉Keteleeria fortuneivar.cyclolepis是松科Pinacea油杉屬Keteleeria的高大常綠針葉喬木，為油杉Keteleeria fortunei的一個變種，我國特有種[9]。主要分布于廣西、福建、廣東、湖南、貴州、浙江、江西、云南海拔300～1 000 m的山地，具有樹干端直、木材紋理通直、結(jié)構(gòu)細致、硬度適中、耐腐蝕性強、材質(zhì)重等特點，是建筑、家具、造船等行業(yè)所需的優(yōu)良用材[10]。

國內(nèi)學者在江南油杉的植物學特性[11-12]、生態(tài)學特征[13-15]、優(yōu)樹選擇[16-17]、苗木培育[18-20]技術、人工林營建技術[21-23]等方面開展了許多研究，得到了江南油杉群落結(jié)構(gòu)分化明顯，垂直分布穩(wěn)定，優(yōu)勢地位明顯，人工林適應性強，后期生長迅速，可對其擴大利用等結(jié)論，并總結(jié)了江南油杉繁育與人工林培育等技術。但尚未發(fā)現(xiàn)國外學者對江南油杉進行研究的相關報道。

目前，針對江南油杉的抗逆性研究較少。本研究通過對不同種源江南油杉幼苗開展干旱脅迫，系統(tǒng)分析江南油杉在干旱脅迫下的生理響應機制，綜合評價對比各種源江南油杉抗旱性強弱，以期為江南油杉抗逆理論進行重要補充，并為江南油杉的栽培與應用提供理論依據(jù)。對維持生態(tài)穩(wěn)定與生態(tài)安全，豐富廣西主要鄉(xiāng)土珍貴樹種樹種選擇的理論依據(jù)，保障廣西鄉(xiāng)土珍貴樹種江南油杉的健康發(fā)展，促進江南油杉遺傳改良等方面具有重要意義。

1 研究方法

1.1 試驗地概況

試驗地為廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院科研苗圃，地處廣西西南部，南寧市北郊，22°56′N、108°21′E，海拔約 90 m，土壤發(fā)育于寒武紀砂巖，為赤紅壤，屬丘陵地帶，年平均氣溫21.6 ℃，≥10 ℃年積溫7 200 ℃，極端最低溫-2.1℃，極端最高溫40.4 ℃，5—9月為雨季，月平均降水量100 mm以上；10月至翌年4月為旱季，平均降水量80 mm以下，年均降雨量為1 347.2 mm，年均相對濕度為80%左右，干濕季明顯，屬濕潤北熱帶季風氣候。

1.2 試驗材料

參試材料為項目組自2014年收集的江南油杉種子所育幼苗，2014年10—11月對優(yōu)樹進行球果采摘，然后將球果放在陰涼干燥處晾干，之后將種子從果殼中剝出，2015年2月在沙床進行種子催芽，3月將已生根的幼苗移栽至輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器育苗，并統(tǒng)一放入育苗托盤。根據(jù)采種母株所在地理位置，將江南油杉劃分為桂北(GB)、桂西北（GXB）、桂中南（GZN）、桂東北（GDB）、福建（FJ）、貴州（GZ）、云南（YN）共7個地理種源（見表1）。

1.3 試驗方法

2016年5—9月在江南油杉各種源選擇生長勢基本一致，健康狀況良好的幼苗，將根部泥土洗凈后放入裝有1/2Hoagland’s營養(yǎng)液的錐形瓶中緩苗7 d。然后使用聚乙二醇6000（PEG-6000）與1/2Hoagland’s營養(yǎng)液混合作為脅迫溶液，人工模擬自然環(huán)境下干旱情況，以1/2Hoagland’s營養(yǎng)液為對照（CK）。脅迫溶液中PEG-6000物質(zhì)的量濃度梯度設定為：100 g·L-1（質(zhì)量分數(shù)為10%）、200 g·L-1（質(zhì)量分數(shù)為 20%）、300 g·L-1（質(zhì)量分數(shù)為30%）。處理7d后于次日上午8:00—9:00迅速采集植物成熟葉片，并密封保存，以備測定相關指標。期間根據(jù)脅迫溶液減少情況，適當補充對應濃度的脅迫溶液。試驗每處理重復3次，每重復6株。

表1 江南油杉種源地信息Table 1 Information of K.fortunei var.cyclolepis among provenance

1.4 測定指標及方法

株高與地徑測定：使用鋼卷尺測量幼苗的株高（H），每次測量精確至0.1 cm；使用數(shù)顯游標卡尺測量幼苗的地徑（D），每次測量精確至0.01 mm。每處理開始前分別測量每株江南油杉幼苗的株高和地徑，作為初始值，分別記為H始和D始，處理結(jié)束后再次測量每株幼苗的株高和地徑，分別記為H終和D終。并計算株高生長量和地徑生長量，株高生長量（ΔH）=H終-H始，地徑生長量（ΔD）=D終-D始。

葉綠素總含量采用丙酮直接浸提法進行測定[24]，葉片相對含水量（RWC）采用烘干稱量法[24]進行測定，細胞膜透性采用電導率法[25]進行測定，葉片可溶性總糖含量采用蒽酮比色法[25]進行測定，葉片脯氨酸含量采用酸性茚三酮法進行測定，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法[25]進行測定，超氧化物歧化酶活性采用NBT光還原法[25]進行測定，過氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚法[25]進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析方法

使 用 SPSS 19.0、Excel 2007、Origin Pro 8.0軟件對測定數(shù)據(jù)進行處理與分析。

通過隸屬函數(shù)法對干旱脅迫對7個種源江南油杉幼苗抗旱性各項測定指標進行綜合分析[26]。當所測指標與抗旱性呈正相關，隸屬函數(shù)計算公式為：U(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)；若所測指標與抗旱性為負相關，則用反隸屬函數(shù)進行轉(zhuǎn)換，計算公式為：U(Xij)=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)；Xi=ΣU(Xij)/n。式中Xij為該指標的測定值，Xjmin為該指標的最小值，Xjmax為該指標的最大值，U(Xij)為i種源j性狀的隸屬值，Xi為i種源的平均隸屬值，n為測定指標數(shù)，Xi值越大，表明該種源抗旱性越強。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對不同種源江南油杉幼苗株高和地徑生長的影響

江南油杉各種源株高和地徑生長量隨干旱脅迫程度的加深整體呈現(xiàn)下降的趨勢（見表2），在CK時，GB種源株高和地徑生長量為所有種源中最高，F(xiàn)J種源為最低。其中，GXB種源在PEG濃度為20%時，較PEG濃度為10%時株高生長量降低25.00%，而在PEG濃度為30%時，株高生長量較PEG濃度為20%時降低22.45%，降低幅度減小，其余種源株高生長量降低幅度隨著脅迫程度的增加逐漸加大。YN種源的地徑生長量在PEG濃度為30%時較PEG為20%時降低17.35%，小于該種源在PEG濃度為20%時較PEG為10%時的下降幅度（21.13%）。方差分析結(jié)果表明，每個處理中種源間的株高和地徑生長量的差異不顯著，不同處理濃度對每個種源內(nèi)的株高和地徑生長量的差異不顯著（P＞0.05）。當PEG濃度為30%時，對比CK時的株高生長量下降幅度由小到大排列依次為：GDB＜FJ＜GB＜GZ＜YN＜GZN＜GXB，地徑生長量下降幅度由小到大排列依次為：GZ＜FJ＜GB＜YN＜GDB＜GZN＜GXB。

2.2 干旱脅迫對江南油杉幼苗保護酶SOD和POD的影響

隨著干旱脅迫程度的增加，GB、GZN、GZ、YN種源江南油杉幼苗SOD活性逐漸增加（見圖1），當PEG濃度為30%時，SOD活性達到最大值。GXB、GDB、FJ種源的SOD峰值在PEG濃度為20%時出現(xiàn)，當PEG濃度為30%時SOD活性略有下降，但下降幅度不顯著。方差分析表明，在CK時，F(xiàn)J、GZ、YN種源與GB、GXB、GZN、GDB種源的SOD活性有顯著差異（P＜0.05），當PEG濃度為10%時，F(xiàn)J種源的SOD活性與其他6個種源呈顯著差異（P＜0.05），當PEG濃度為20%時，各種源間SOD活性差異不顯著，當PEG濃度為30%時，GB、GZ、YN種源與GZN種源，并與GXB、GDB、FJ種源呈極顯著差異（P＜0.01）。當PEG為10%時，GB、GXB、GZN、GDB、FJ、YN種源內(nèi)的SOD活性與CK時對比呈極顯著差異（P＜0.01），當PEG為20%時，GB、GXB、GDB、FJ、GZ、YN種源內(nèi)較PEG濃度為10%時的SOD活性呈極顯著差異（P＜0.01），當PEG濃度為30%時，GZN種源內(nèi)的SOD活性較PEG濃度為20%時呈極顯著差異（P＜0.01），其他種源的種源內(nèi)差異不顯著。7個種源SOD活性峰值依次為GB＞YN＞FJ＞GZ＞GZN＞GDB＞GXB。

表2 干旱脅迫對各種源江南油杉株高和地徑生長量的影響?Table 2 Effect of increment of height and stem diameter of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

圖1 干旱脅迫對各種源SOD活性的影響Fig.1 Effect of SOD activity of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

圖2 干旱脅迫對各種源POD活性的影響Fig.2 Effect of POD activity of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

當CK時，各種源保持一定POD活性（見圖2），當PEG濃度為10%時，各種源POD活性相對CK時減少，隨著PEG濃度的增大，POD活性逐漸增加，其中GZ種源POD活性在PEG濃度為20%時達到峰值，在PEG為30%時降低，其他種源峰值均在PEG濃度為30%時出現(xiàn)。經(jīng)方差分析可知，在4個處理中，種源間的POD活性差異不顯著，當PEG濃度為10%時GXB、GZN、GZ種源較CK時POD活性差異顯著（P＜0.05），其中GZN種源達到差異極顯著的水平（P＜0.01），其他種源的POD活性差異不顯著，當PEG濃度為20%較PEG濃度為10%時，GB、GZN、FJ種源POD活性差異極顯著（P＜0.01），GZ種源差異顯著（P＜0.05），當PEG濃度為30%時，GXB、GDB種源POD活性較PEG濃度為20%時差異顯著（P＜0.05），GZN種源差異極顯著（P＜0.01），其他種源的POD活性差異不顯著。各種源POD活性峰值排序依次為FJ＞GZ＞GZN＞GDB＞GB＞YN＞GXB。

2.3 干旱脅迫對江南油杉幼苗葉綠素總量的影響

江南油杉各種源幼苗葉綠素總含量隨著脅迫程度的增加，葉綠素總量整體均呈現(xiàn)下降的趨勢（見圖3）。GB、GXB、GZN、FJ、YN種源在CK時葉綠素含量為峰值，GDB、GZ種源葉綠素總含量在PEG濃度為10%時為峰值，相較CK時略有小幅上升，上升幅度分別為0.07%、1.96%。各種源葉綠素總量峰值排序依次為：FJ＞GXB＞GZN＞GZ＞GB＞GDB＞YN；當PEG濃度為30%時，各種源葉綠素總量達到最低，葉綠素總量最低值排序依次為：FJ＜GZ＜YN＜GDB＜GB＜GXB＜GZN。各種源葉綠素總量下降幅度最大的為FJ種源（41.06%），下降幅度最小的為YN種源（15.90%）。

圖3干旱脅迫對各種源葉綠素總含量的影響Fig.3 Effect of the total content of chlorophyll of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

方差分析表明，CK和PEG20%和PEG30%時，各種源間葉綠素總含量差異不顯著，當PEG濃度為10%時，GZN和GZ種源與其他種源葉綠素總含量對比差異顯著（P＜0.05）。在4種處理中，GB和GZN種源葉綠素總含量的差異不顯著；GXB種源內(nèi)的葉綠素總含量在PEG濃度為10%時較CK差異極顯著（P＜0.05），其他濃度處理間的葉綠素總含量差異不顯著；GDB種源的葉綠素總含量在CK和PEG濃度為10%時差異不顯著，與PEG濃度為20%和30%時的葉綠素總含量差異顯著（P＜0.05），PEG濃度為20%與30%間的葉綠素含量差異不顯著；FJ種源的葉綠素總含量在PEG10%、PEG20%、PEG30%間差異不顯著，但與CK時的葉綠素總含量對比差異顯著（P＜0.05）；GZ種源的葉綠素總含量在CK、PEG10%、PEG20%時的差異不顯著，但當PEG濃度為30%時，葉綠素總含量與其他處理對比差異達到極顯著（P＜0.01）；YN種源在CK和PEG濃度為10%間，以及PEG濃度20%與30%間的葉綠素總含量差異不顯著，但PEG濃度為10%時對比PEG濃度為20%時的葉綠素總含量差異極顯著（P＜0.01）。

2.4 干旱脅迫對江南油杉幼苗丙二醛（MDA）含量的影響

當CK時，江南油杉各種源幼苗丙二醛（MDA）含量保持在一個較低的水平（見圖4），當PEG濃度為10%時，除GXB種源MDA含量增加3.31%外，其他種源MDA含量較CK時有所降低，但降幅不顯著，下降幅度最大為GZ種源（42.56%），下降幅度最小為GZN種源（11.48%）。方差分析表明，CK時，GB、GXB、GZN、GDB種源間MDA含量差異不顯著，但與FJ、GZ、YN種源的MDA含量對比差異極顯著（P＜0.01），GZ種源的MDA含量與FJ、YN種源對比差異顯著（P＜0.05）；當PEG濃度為10%時，GXB種源的MDA含量與其他各種源呈極顯著差異P＜0.01），其他各種源間MDA含量差異不顯著；當PEG濃度為20%時，各種源間MDA含量的差異不顯著；PEG濃度為30%時，GB種源的MDA含量與其他各種源呈極顯著差異（P＜0.01），其他各種源間MDA含量差異不顯著。在同一種源內(nèi)不同處理的MDA含量比較表明，各種源的MDA含量在CK時與PEG濃度為10%的差異不顯著，但與PEG濃度為20%時呈極顯著差異（P＜0.01），且與PEG濃度為30%時比較差異極顯著（P＜0.01），PEG濃度為20%時的MDA含量與PEG濃度為30%時對比差異極顯著（P＜0.01）。隨著脅迫程度加深，各種源MDA含量持續(xù)增加，當PEG濃度為30%時，各種源MDA含量達到最大值，與CK時的MDA含量對比差異極顯著（P＜0.01），MDA含量最大值排序依次為：GB＞FJ＞GXB＞GZN＞YN＞GZ＞GDB。

圖4 干旱脅迫對各種源MDA含量的影響Fig.4 Effect of the MDA content of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

2.5 干旱脅迫對江南油杉幼苗電導率的影響

各種源幼苗電導率隨著脅迫程度的增加而上升（見圖5），在同一處理下，在CK、PEG10%、PEG30%時各種源的電導率差異不顯著，在PEG濃度為20%時，GDB種源的電導率與其他種源對比差異顯著（P＜0.05），其他種源間電導率差異不顯著。在同一種源不同處理下，GB、GZN、GXB、FJ、GZ、YN種源的電導率在CK、PEG10%、PEG20%時差異不顯著，但與PEG濃度30%時對比差異顯著，其中GB、GXB、FJ、GZ、YN種源達到極顯著差異；GDB種源的電導率在CK和PEG濃度10%時差異不顯著，但與PEG濃度為20%和30%時對比差異極顯著（P＜0.01），PEG濃度20%與PEG濃度30%的電導率呈極顯著差異（P＜0.01）。當PEG濃度為30%時，各種源電導率達到最大值，與CK時對比呈極顯著差異（P＜0.01）。各種源電導率最高值排序依次為：GDB＞FJ＞GZ＞GXB＞YN＞GZN＞GB。

圖5 干旱脅迫對各種源電導率的影響Fig.5 Effect of the electric conductivity of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

2.6 干旱脅迫對江南油杉幼苗脯氨酸含量的影響

江南油杉各種源脯氨酸含量隨著脅迫程度的增加逐漸增大（見圖6），當CK、PEG濃度20%、PEG濃度30%時，同一處理下不同種源間脯氨酸含量差異不顯著，PEG濃度10%時，GXB種源的脯氨酸含量與其他種源呈極顯著差異（P＜0.01），其他各種源間差異不顯著。在同一種源不同處理下，GB和FJ種源在PEG濃度為30%時與其他處理時的脯氨酸含量差異極顯著（P＜0.01），GXB、GZN、GDB種源在PEG濃度為30%時與其他處理時的脯氨酸含量差異顯著（P＜0.05），GZ種源不同處理間的脯氨酸含量差異不顯著，YN種源的脯氨酸含量在CK和PEG濃度為10%時差異不顯著，但與PEG濃度為20%時對比差異極顯著（P＜0.01），且與PEG濃度為30%時對比呈極顯著差異（P＜0.01），YN種源在PEG濃度為20%時與PEG濃度為30%時的脯氨酸含量對比差異極顯著（P＜0.01）。各種源脯氨酸含量在PEG濃度為30%時達到最大值，脯氨酸含量最大值排序依次為：GB＞YN＞FJ＞GZ＞GZN＞GXB＞GDB。

圖6 干旱脅迫對各種源脯氨酸含量的影響Fig.6 Effect of the proline content of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

2.7 干旱脅迫對江南油杉幼苗可溶性總糖含量的影響

江南油杉各種源幼苗在CK時的可溶性總糖含量排序依次為：GZN＞GDB＞FJ＞GB＞GZ＞GXB＞YN。GB種源的可溶性總糖含量隨脅迫程度的增強逐漸下降（見圖7），在PEG濃度為30%時可溶性總糖含量為最低值。除GB種源外，其他種源的可溶性總糖含量在PEG濃度為20%時達到最低值，可溶性總糖含量在PEG濃度為30%時較PEG濃度為10%時低，較PEG濃度為20%時高。在CK、PEG10%、PEG20%時，同一處理下不同種源間可溶性總糖含量差異不顯著（P＞0.05），PEG濃度為30%時，GZN、YN、FJ種源間可溶性總糖含量差異不顯著，但與GB、GXB、GDB、GZ種源的可溶性總糖含量差異顯著（P＜0.05）。在同一種源不同處理下，GB種源CK時的可溶性糖總含量與其他處理呈顯著差異，其他處理間可溶性總糖含量差異不顯著；GXB、FJ、YN種源的可溶性總糖含量在CK時與PEG濃度10%時對比差異不顯著，但與PEG濃度20%和30%時對比可溶性總糖含量差異極顯著（P＜0.01），PEG濃度20%時與30%時的可溶性總糖含量對比差異不顯著；GZN種源的可溶性總糖含量在CK時與PEG濃度10%時對比差異極顯著，且與PEG濃度20%和30%時的可溶性總糖含量對比呈極顯著差異（P＜0.01），PEG濃度10%時的可溶性總糖含量與PEG濃度20%和30%時差異極顯著（P＜0.01），PEG濃度20%和30%時可溶性總糖含量差異顯著（P＜0.05）；GDB種源的可溶性總糖含量在CK時與PEG濃度10%時對比差異極顯著，且與PEG濃度20%和30%時的可溶性總糖含量對比呈極顯著差異（P＜0.01），PEG濃度10%時的可溶性總糖含量與PEG濃度20%和30%時差異極顯著（P＜0.01），PEG濃度20%和30%時可溶性總糖含量差異不顯著；GZ種源在CK時與PEG濃度為10%時的可溶性總糖含量差異顯著（P＜0.05），但未達到極顯著的水平，當PEG濃度為20%時與PEG濃度為10%時對比可溶性總糖含量差異極顯著（P＜0.01），但與PEG濃度為30%時對比差異不顯著。各種源可溶性總糖含量最小值排序依次為：GZN＞YN＞FJ＞GZ＞GXB＞GB＞GDB。

圖7 干旱脅迫對各種源可溶性總糖含量的影響Fig.7 Effect of the total soluble sugar content of K.fortunei var.cyclolepis among provenance under drought stress

2.8 干旱脅迫對江南油杉幼苗葉片相對含水量的影響

江南油杉各種源葉片相對含水量隨著脅迫程度的加深而降低（見圖8），當PEG濃度為10%時，各種源葉片相對含水量較CK時減小幅度不顯著，當PEG濃度為20%時，葉片相對含水量減小幅度增大，當PEG濃度為30%時，葉片相對含水量達到最小值，葉片相對含水量減小的幅度達到最大值。經(jīng)方差分析可知，在同一處理不同種源間的相對含水量差異不顯著，同一種源不同處理下，GB、FJ種源在各處理濃度下的相對含水量差異不顯著；GXB、GZ、YN種源的相對含水量在CK時和PEG濃度10%時差異不顯著，但與PEG濃度20%時呈顯著差異（P＜0.05），且與PEG濃度30%時的相對含水量差異極顯著（P＜0.01），PEG濃度20%時與PEG濃度30%時的相對含水量差異極顯著（P＜0.01）；GZN種源在CK和PEG濃度為10%時的相對含水量差異不顯著，但與PEG濃度為20%時的相對含水量差異顯著，并與PEG濃度為30%時差異顯著，且PEG濃度為20%時與PEG濃度為30%時的相對含水量呈顯著差異；GDB種源在CK時和PEG濃度10%時的相對含水量差異不顯著，但與PEG濃度20%時呈顯著差異（P＜0.05），PEG濃度20%時與PEG濃度30%時的相對含水量差異不顯著。各種源葉片相對含水量最低值排序依次為：FJ＞GB＞GXB＞GDB＞YN＞GZN＞GZ。

圖8 干旱脅迫對各種源葉片相對含水量的影響Fig.8 Effect of the leaf relative water content of K.fortunei var. cyclolepis among provenance under drought stress

2.9 不同種源江南油杉抗旱性綜合評價

通過隸屬函數(shù)法對干旱脅迫對7個種源江南油杉幼苗抗旱性各項測定指標進行綜合分析。隸屬函數(shù)計算公式如下：

式中：Xi為指標測定值，Xmin、Xmax為某一指標的最小值和最大值。如果某一指標與抗旱性為負相關，則用反隸屬函數(shù)進行轉(zhuǎn)換，計算公式為：

計算出各項測定指標的隸屬函數(shù)，取所有指標隸屬函數(shù)的平均值，以隸屬函數(shù)平均值的高低對7個種源江南油杉幼苗進行抗旱性強弱的判斷，隸屬函數(shù)平均值高的品種抗旱性強。

7個種源江南油杉幼苗各項測定指標隸屬函數(shù)如表3所示。經(jīng)分析可知，干旱脅迫對7個種源江南油杉幼苗抗旱性研究的各項測定指標隸屬函數(shù)平均數(shù)中，抗旱性強弱關系為：FJ＞GZ＞GB＞YN＞GDB＞GZN＞GXB。

表3 江南油杉苗期抗旱性綜合評價Table 3 Comprehensive evaluation for drought resistance of K.fortunei var.cyclolepis in the seeding stage

3 結(jié)論與討論

（1）干旱脅迫導致植物生長受到抑制，隨著脅迫強度的加劇，受抑制現(xiàn)象越顯著[27]。隨著干旱脅迫程度的加深，江南油杉各種源株高和地徑生長量整體呈現(xiàn)下降的趨勢，但每個處理中種源間的株高和地徑生長量的差異不顯著，不同處理濃度對每個種源內(nèi)的株高和地徑生長量的差異不顯著。說明干旱脅迫對江南油杉株高、地徑的生長產(chǎn)生了一定的抑制，但抑制程度不顯著。由于江南油杉在收到干旱脅迫后，植物體內(nèi)的保護酶和滲透調(diào)節(jié)等生理開始作用，使江南油杉能夠適應一定程度下的干旱環(huán)境，在逆境中保持一定的生長能力。

（2）SOD和POD是進行植物體內(nèi)活性氧代謝主要的酶，具有清除植物體內(nèi)因脅迫積累的活性氧，對細胞膜結(jié)構(gòu)進行保護的功能，以緩解脅迫環(huán)境對植物的損傷，SOD、POD活性的變化能較好地反映植物對逆境的適應能力[28]。GXB、GDB、FJ種源江南油杉幼苗SOD活性在PEG濃度為20%時達到峰值，GB、GZN、GZ、YN種源江南油杉幼苗SOD活性在PEG濃度為30%時為峰值；各種源POD活性在PEG濃度為10%時相較CK時略有下降，其中GZ種源POD活性在PEG濃度為20%時達到峰值，其他種源則在PEG濃度為30%時達到峰值。PEG濃度為10%時，各種源用以消除植物體內(nèi)活性氧的主要酶為SOD，POD酶起輔助作用；當脅迫程度加深，SOD與POD活性共同作用于活性氧的消耗，GXB、GDB、FJ種源江南油杉幼苗SOD活性在PEG濃度為20%時達到峰值，可能是由于此時SOD在植物體內(nèi)活性氧的消除中仍發(fā)揮著主要作用；當PEG濃度為30%時，相較PEG濃度為20%時，除GZN種源SOD活性增加較為顯著外，其他種源SOD活性變化幅度較小，而POD活性除GZ種源外，其他種源POD活性增長幅度顯著。由此推斷，當PEG濃度為30%時，江南油杉SOD活性基本穩(wěn)定，POD在消除活性氧方面起到主要作用。江南油杉幼苗在一定干旱脅迫程度下，活性氧的消耗由SOD產(chǎn)生主要作用，POD起次要作用；當干旱脅迫程度加深，SOD活性達到較穩(wěn)定的程度，轉(zhuǎn)而由POD起主要作用。當植物在逆境環(huán)境下（如干旱、鹽漬、冷凍、高溫等），造成植物體內(nèi)氧代謝失調(diào)，加速活性氧的生成，同時保護系統(tǒng)的清除活性氧功能下降，活性氧發(fā)生積累，導致植物體內(nèi)膜脂過氧化，產(chǎn)生較多的膜脂過氧化物，膜的完整性被破壞，SOD和其他保護酶活性下降[29]。PEG濃度為10%時，POD活性較CK時下降，可能是由于江南油杉幼苗在脅迫程度較輕時，SOD對活性氧較敏感，POD對活性氧的敏感性不強，膜脂過氧化對POD的活性造成影響，從而導致POD活性下降。

（3）葉綠素含量在適度干旱環(huán)境下維持穩(wěn)定性甚至能有所提升，有助于植物在干旱環(huán)境下的生存與生長[30]。隨著干旱程度的加深，抗旱能力越強的植物，葉綠素含量的下降幅度會隨之變小[31]。江南油杉各種源幼苗葉綠素總含量隨著脅迫程度的增加，葉綠素總含量整體均呈現(xiàn)下降的趨勢，當PEG濃度為30%時，各種源葉綠素總含量達到最低值。其中，GDB、GZ、YN種源葉綠素總量在PEG濃度為10%時相較CK時略有上升，說明在較輕的脅迫程度，GDB、GZ、YN種源幼苗尚能保持相對正常的合成葉綠素功能，但隨著脅迫程度的加深，江南油杉幼苗葉綠素的合成受到影響，造成江南油杉正常生長所需能量供給不足，影響了正常的生理機能，需要通過其他的生理活動進行調(diào)節(jié)，從而維持江南油杉幼苗在干旱脅迫的環(huán)境下生存。

（4）植物受逆境脅迫下，會發(fā)生膜脂過氧化作用，MDA是膜脂過化的產(chǎn)物之一。植物體內(nèi)MDA越多，說明過氧化作用越強，從而造成植物體傷害的程度越高[32]?？购敌詮姷闹参颩DA含量增幅小[33]。植物組織在干旱脅迫環(huán)境下，由于膜功能受損或結(jié)構(gòu)破壞使其透性增大，細胞內(nèi)的水溶性物質(zhì)有不同程度的外滲[34]，耐旱性強的植物，脅迫時其質(zhì)膜相對透性增加的幅度相對較小[35]。隨著脅迫程度的增強，江南油杉幼苗的MDA含量呈現(xiàn)先小幅下降后增加的趨勢，電導率呈現(xiàn)逐步上升的趨勢。這與王宇超等[36]對濱藜Atriplex patens的研究和袁小鳳等[37]對馬尾松Pinus massoniana以及梁文斌等[38]對短梗大參Macropanax rosthornii的研究結(jié)果一致。在PEG濃度為10%時，此時的脅迫程度不高，江南油杉對干旱脅迫尚能適應，由于酶系統(tǒng)消除活性氧和滲透物質(zhì)調(diào)節(jié)的作用，膜質(zhì)過氧化程度較輕，且細胞質(zhì)膜相對透性增加幅度不顯著；當PEG濃度為20%時，江南油杉MDA含量增幅相較10%時極顯著上升，此時膜質(zhì)過氧化程度增加極顯著，細胞質(zhì)膜相對透性增加；當PEG濃度為30%時，MDA和電導率較PEG濃度為20%時增加幅度極顯著，表明此時膜質(zhì)過氧化程度非常嚴重，外滲電解質(zhì)較多，植物細胞代謝失調(diào)，膜質(zhì)過氧化作用加大。GDB種源的電導率值在PEG濃度為20%時與PEG濃度為10%時呈極顯著上升，其他種源在此濃度時的電導率的增加較PEG為10%時差異不顯著，說明當PEG濃度為20%時，GDB種源的細胞膜受損較嚴重，抗旱性較弱。GZ種源在PEG濃度為30%時較CK的MDA增長幅度為7個種源中最小，說明GZ種源至脅迫結(jié)束，其膜質(zhì)過氧化程度為7個種源中最弱，抗旱性較強，在抗旱性綜合評價的結(jié)果中也體現(xiàn)了GZ種源在7個種源中屬于較強抗旱性的種源之一。

（5）脯氨酸是植物一種對脅迫有較敏感反應的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，脯氨酸的含量與植物的抗旱能力成正比[39-40]。可溶性糖是生物體內(nèi)重要成分之一，是生物體中的重要能源和碳源，與植物在逆境下的滲透調(diào)節(jié)具有較大關系，具有降低水勢的作用，提高植物吸水和保水能力，有利于增強植物的抗逆性[41-42]。在對潤楠Machilus pingii[43]、歐李Cerasus humilis[44]、側(cè)柏Platycladus orientalis[45]等樹種干旱脅迫下，植物體內(nèi)的脯氨酸含量會隨著干旱程度的加劇逐漸增加。本研究也有相似的發(fā)現(xiàn)，隨著干旱脅迫的加劇，江南油杉幼苗脯氨酸含量呈上升趨勢。當PEG濃度為30%時，各種源江南油杉幼苗的脯氨酸含量達到最大值，其中YN種源的脯氨酸含量增幅最大，GDB種源的脯氨酸含量增幅最小。表明YN種源的江南油杉幼苗有相對較強的抗旱能力，對干旱對脅迫造成的傷害起到了較好的緩解作用。

本研究中江南油杉幼苗各種源的可溶性總糖含量整體呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢，這與其他學者在對油蒿Artemisia ordosica[46]、牡丹Paeonia suffruticosa[47]等植物的研究結(jié)果相似。各種源在CK時可溶性總糖含量為最大值，除GB種源外，其他種源在PEG濃度為20%時可溶性總糖含量下降至最小值，在PEG濃度為30%時可溶性總糖含量略有上升。GB種源在PEG濃度為30%時可溶性總糖含量下降至最小值。至PEG濃度為30%時，脯氨酸含量的增幅大于可溶性總糖含量的增幅。說明脯氨酸可能是江南油杉體內(nèi)用于進行滲透調(diào)節(jié)的主要物質(zhì)，由于脯氨酸的大量積累，由于脯氨酸的大量積累和植物其他生理過程需要消耗大量的能量，以維持植物各項生理活動適應干旱脅迫環(huán)境，可溶性糖在PEG濃度為10%時和PEG濃度為20%時發(fā)揮能量的供應主要物質(zhì)的作用，為植物各項生理活動提供所需能量，因此造成可溶性總糖含量在輕度和中度脅迫急劇下降。當脅迫程度達到最大的時候，植物細胞受損嚴重，引發(fā)可溶性糖開始進行積累參與滲透調(diào)節(jié)中。由此說明，江南油杉對干旱脅迫的滲透調(diào)節(jié)能力較強。

（6）水分是活細胞的必要組成和代謝活動的重要物質(zhì)，抗旱性強的樹種其葉片結(jié)構(gòu)特征更有利于減少水分損失。因此，葉片的保水力直接體現(xiàn)植株的抗旱能力[48]。有學者研究表明，葉片相對含水量的下降幅度與植物葉片保水能力有重要的關系，葉片相對含水量降幅越小，其葉片保水能力越強，植物的抗旱性越強[49]。江南油杉葉片相對含水量隨著脅迫程度的加深而逐漸減小，當PEG濃度為30%時，葉片相對含水量達到最小值，各種源葉片相對含水量相較CK時下降幅度大小依次為：GZ＞GZN＞YN＞GXB＞GDB＞FJ＞GB，由此可推斷出，GB種源的江南油杉幼苗葉片保水能力為7個種源中最好。

（7）植物抗旱性是植物體內(nèi)復雜的抵抗逆境的生理過程，而且不同植物種類間抗旱機理不同，因而不能用單一的形態(tài)指標或生理生化指標反映植物抗旱性的狀況，應對多個指標進行綜合分析與評價，以對植物抗旱性進行全面系統(tǒng)的研究[50-51]。本研究采用模糊數(shù)學的方法，對所測定的各項指標進行隸屬函數(shù)分析，對7個種源的各項測定指標進行綜合評價，并取平均值作為最終確定抗旱性強弱的評判指標，結(jié)果表明，7個江南油杉種源抗旱性強弱關系為：FJ＞GZ＞GB＞YN＞GDB＞GZN＞GXB。

本研究設置的PEG6000溶液濃度和脅迫時間是參考多位學者的研究進行設定[52-54]，但研究發(fā)現(xiàn)，在最高脅迫液濃度（PEG質(zhì)量分數(shù)為30%）環(huán)境中，江南油杉仍能保持較低程度的生長，該濃度已在多種植物的抗旱研究中已屬重度干旱，表明江南油杉能適應一定程度的重度干旱脅迫。但其所能耐受的極端干旱程度，以及在此極端干旱脅迫下的生理響應仍需進一步深入研究。

本研究是對不同種源江南油杉苗期的抗旱生理進行了研究，研究地屬濕潤北熱帶季風氣候，氣溫偏暖，空氣濕度大，江南油杉廣泛分布于8個省和自治區(qū)，在氣溫偏冷的區(qū)域其抗旱性的表現(xiàn)可能與本研究結(jié)論有所區(qū)別。植物抗旱特性是一個綜合且復雜的生理過程，本研究的試驗苗圃屬于開放式環(huán)境，無法精確對溫度、空氣濕度等環(huán)境因子進行控制，試驗過程中可能存在較短時間的干旱和高溫的復合脅迫。研究采取的試驗方法具有對植物的破壞性，對江南油杉受干旱脅迫后進行修復的方法和生理特征，需要在下一步的研究中對環(huán)境因子盡可能的進行精確控制，并探索江南油杉苗期受干旱脅迫后的修復方法，以期為江南油杉繁育與水肥管理提供理論參考。