王元忠 沈濤 張金渝

摘要：【目的】篩選滇重樓（Paris polyphylla var. yunnanensis）抗旱種源，為滇重樓抗旱種源篩選及種質(zhì)遺傳改良提供理論依據(jù)。【方法】以3個(gè)種源（溫帶種源、南亞熱帶種源和北熱帶種源）的滇重樓為試驗(yàn)材料，結(jié)合單因素方差分析、相關(guān)分析、正交偏最小二乘判別分析及變量投影重要性分析，對(duì)比分析充足水分（W0）、輕度干旱（W1）和重度干旱（W2）3個(gè)水分梯度下，不同種源滇重樓根莖葉性狀、生物量分配及總皂苷產(chǎn)量等性狀的變異，并對(duì)抗旱種源進(jìn)行評(píng)價(jià)。【結(jié)果】單因素方差分析結(jié)果顯示，土壤水分顯著影響滇重樓地上、地下多個(gè)性狀（P<0.05，下同）。干旱脅迫下， 3個(gè)種源滇重樓的根莖、須根及莖和葉的鮮重、生物量呈明顯下降趨勢(shì)。隨著干旱脅迫加劇，溫帶種源根質(zhì)比降低;南亞熱帶種源和北熱帶種源根質(zhì)比則呈升高趨勢(shì);所有種源中，南亞熱帶種源在不同土壤水分條件下的藥用部位生物量（W0：6.16±2.78 g、W1 ：4.78±1.51 g和W2：2.98±0.59 g）及總皂苷產(chǎn)量（W0：60.51±28.23 mg、W1：45.96±16.88 mg和W2：13.62±2.51 mg）最高;相關(guān)分析結(jié)果顯示，株高、莖粗、莖鮮重、莖生物量、葉鮮重、葉生物量、葉長(zhǎng)和葉寬與滇重樓根及根莖部位的鮮重、生物量及總皂苷含量呈極顯著（P<0.01）正相關(guān);正交偏最小二乘-判別分析結(jié)果表明，所有種源W1處理的植株根莖直徑、根莖長(zhǎng)、須根直徑、須根長(zhǎng)、須根數(shù)、莖鮮重、莖生物量、葉鮮重、葉生物量、葉片含水率、株高、莖粗、葉長(zhǎng)和葉寬明顯高于W2處理;變量投影重要性分析結(jié)果顯示，不同種源的株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖鮮重、須根長(zhǎng)、須根數(shù)的VIP值>1.0，表明上述性狀對(duì)干旱脅迫較敏感?！窘Y(jié)論】綜合分析地下器官生物量和總皂苷產(chǎn)量，南亞熱帶滇重樓抗旱性最佳;其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀在未來(lái)抗旱優(yōu)良種源培育中應(yīng)加以關(guān)注。

關(guān)鍵詞： 滇重樓;干旱脅迫;表型性狀;產(chǎn)量;種源篩選

中圖分類號(hào)：S567.239 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）08-2106-11

Response of Paris polyphylla var. yunnanensis with different provenances to drought stress

WANG Yuan-zhong1，SHEN Tao2，ZHANG Jin-yu1*

（1Institute of Medicinal Plants，Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Kunming ?650200， China; 2College of Chemistry， Biology and Environment， Yuxi Normal University， Yuxi， Yunnan ?653100， China）

Abstract：【Objective】In order to select the drought-tolerant provenances of Paris polyphylla var. yunnanensis，and to provide the theoretical basis for drought-tolerant provenances screening and genetic improvement of germplasm. 【Me-thod】Three provenances of P. polyphylla var. yunnanensis （temperate provenance，south subtropical provenance，and north tropical provenance）were selected as the research materials. The variation of root， stem and leaf traits， biomass distribution and the yield of total saponins under three treatments including sufficient water （W0），mild drought （W1） and severe drought （W2）were studied by using One-way ANOVA，correlation analysis，orthogonal partial least squares-discrimination analysis （OPLS-DA），and variable importance in the projection（VIP）analysis. Meanwhile，the drought resistance of different provenances was evaluated. 【Result】The One-way ANOVA analysis showed that soil moisture significantly affected multiple of above and underground traits of P. polyphylla（P<0.05，the same below）. The results showed under drought stress，the fresh weight and biomass of rhizome，fibrous root，stem，and leaf of the P. polyphylla var. yunnanensis in the three provenances decreased. With drought stress intensified，the root mass ratio of temperate provenances was decreased. Meanwhile，the root mass ratio of provenances collected from the south subtropical and the north tropical zones was increased. The provenances collected from the south subtropical zone had the highest value of rhizome biomass （W0=6.16±2.78 g，W1=4.78±1.51 g and W2=2.98±0.59 g）and the yield of saponin （W0=60.51±28.23 mg，W1=45.96±16.88 mg and W2=13.62±2.51 mg）under different soil moisture conditions. Correlation analysis showed that there was extremely significant（P<0.01） positive correlation among plant height， stem thickness， fresh stem weight， stem biomass， fresh leaf weight， leaf biomass， leaf length， and leaf width and fresh weight， biomass and total saponin content of root and rhizome. OPLS-DA showed the values of traits such as rhizome diameter，rhizome length，fibril diameter，fibril length，fibril number，stem fresh weight，stem biomass，leaf fresh weight，leaf biomass，leaf water content，plant height，stem diameter，leaf length，and leaf wide under W1 were higher than W2. Based on VIP analysis found that VIP value of plant height，leaf length，leaf width，stem fresh weight，fibril length，fibril number were >1.0. The results suggested that these traits were more sensitive to drought stress. 【Conclusion】Comprehensive analysis of underground organ biomass and total saponin production show that the south subtropical provenance has the strongest drought resistance， traits of high yield and high quality of the provenance should be paid attention to in the future drought-tolerant provenances breeding.

Key words： Paris polyphylla var. yunnanensis; drought stress; phenotypic character; yield; provenance screening

Foundation item： Science and Technology Plan of Project Yunnan （2017RA001）

0 引言

【研究意義】滇重樓為百合科（Liliaceae）重樓屬多年生草本植物（李恒，1998）。其根莖富含重樓皂苷，具有止血、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤等功效，是80余種中成藥的重要原材料（楊遠(yuǎn)貴等，2016;陶愛(ài)恩等，2020）。野生滇重樓根莖部位生長(zhǎng)緩慢，生長(zhǎng)7～8年才可達(dá)到入藥標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)制藥業(yè)對(duì)重樓藥源需求量激增，導(dǎo)致野生資源破壞嚴(yán)重，野生種群瀕臨滅絕（陶愛(ài)恩等，2020）。為化解藥材供需矛盾同時(shí)保護(hù)野生資源，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，開(kāi)展滇重樓人工栽培已迫在眉睫（石子為等，2017;陶愛(ài)恩等，2020）。我國(guó)西南山區(qū)是重樓屬植物的主要分布區(qū)，也是栽培滇重樓的主產(chǎn)區(qū)（羅瑤等，2017）。然而該地區(qū)復(fù)雜多變的氣候條件給重樓人工種植帶來(lái)挑戰(zhàn)（程建剛和解明恩，2008）。尤其近年西南地區(qū)在季風(fēng)期與非季風(fēng)期突變疊加的情況下，年降水量減少，年極端干旱發(fā)生頻率增加，且干旱發(fā)生時(shí)間難以預(yù)測(cè)（尹晗和李耀輝，2013）。上述問(wèn)題嚴(yán)重影響著西南山區(qū)、半山區(qū)滇重樓的栽培生產(chǎn)。因此，發(fā)掘、篩選抗旱能力強(qiáng)，在缺水條件下仍能保持高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的藥用重樓種源對(duì)滇重樓藥材生產(chǎn)、下游制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展及山區(qū)精準(zhǔn)扶貧均具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】土壤水分是影響栽培藥材產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵生態(tài)因子（梁建萍等，2016;王玉才等，2017;劉筱等，2019）。韓忠明等（2016）研究指出，適當(dāng)干旱脅迫可提高防風(fēng)（Saposhnikovia divaricata）的葉片保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及根部升麻素苷和5-O-甲基維斯阿米醇苷含量。梁建萍等（2016）研究表明，輕度干旱脅迫降低蒙古黃芪（Astragalus membranaceus var. mongholicus）的苗高和莖生物量，但有助于其根長(zhǎng)、根生物量及藥用部位多糖和皂苷成分的積累。李小玲等（2019）研究表明，黃芩能通過(guò)相關(guān)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累來(lái)提高其對(duì)鹽旱交叉脅迫的適應(yīng)能力，中度干旱與輕度鹽交叉脅迫對(duì)黃芩的生長(zhǎng)最適宜。隨著干旱脅迫程度增加，紫蘇（Perilla frutescens）地上部分總生物量顯著下降，葉片揮發(fā)性成分呈先升高后降低的變化趨勢(shì)（易家寧等，2020）。干旱條件下，半夏（Pinellia ternata）藥材農(nóng)藝性狀變異較大，且藥用部位產(chǎn)量與種源緊密相關(guān)，篩選抗旱種源是提高半夏產(chǎn)量的關(guān)鍵（周易秈森等，2020）。干旱脅迫對(duì)藥用重樓的生產(chǎn)有利有弊。高成杰（2015）研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫條件下，滇重樓以減緩根莖生物量積累為代價(jià)保障地上莖葉生長(zhǎng)。劉倩等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，適度干旱可促進(jìn)滇重樓藥用部位重樓皂苷含量提升，但影響根莖出苗及后期生長(zhǎng)。李紀(jì)潮等（2020）研究顯示，不同種源滇重樓種子對(duì)干旱脅迫的敏感性有明顯差異，種子抗旱生理活性和抗旱系數(shù)種內(nèi)變異較大?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，滇重樓干旱脅迫研究主要集中于種子和種苗，成年植株相關(guān)研究鮮有報(bào)道（劉倩等，2018;李鉑等，2020;李紀(jì)潮等，2020），針對(duì)不同種源在干旱條件下有效成分積累與表型變異的研究有限。深入探討干旱脅迫環(huán)境下，不同種源滇重樓根、莖、葉等器官的表型變異與生物量分配規(guī)律，分析其對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)與適應(yīng)，將有助于藥用重樓優(yōu)異種質(zhì)資源的發(fā)掘與培育?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以溫帶、南亞熱帶和北熱帶的滇重樓種源為試驗(yàn)材料，研究不同土壤水分條件下不同種源滇重樓的植株表型、藥材產(chǎn)量及藥用成分含量變化，為滇重樓優(yōu)良抗旱種源篩選及種質(zhì)遺傳改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用滇重樓溫帶、南亞熱帶和北熱帶種源分別采自云南迪慶、紅河和昭通，具體種源信息見(jiàn)表1。所有種源保育于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所種質(zhì)資源圃內(nèi)。種質(zhì)資源圃位于云南省昆明市盤(pán)龍區(qū)小哨（東經(jīng)102°58′48″、北緯25°10′47.9″），海拔1985 m，平均氣溫14～16 ℃，年平均最高氣溫30～32 ℃，年平均最低氣溫-5～-2 ℃，年均降水量900～1000 mm，年日照時(shí)數(shù)2108 h，植物生長(zhǎng)期220～280 d（王聲躍，2002）。

1. 2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)選取相同生長(zhǎng)年限的滇重樓，于2017年在資源圃塑料溫室大棚內(nèi)進(jìn)行栽培。試驗(yàn)共分3個(gè)小區(qū)，每一栽培小區(qū)長(zhǎng)3.5 m、寬1.2 m、高30 cm，面積4.2 m2。每個(gè)栽培小區(qū)四周用水泥層隔離，在池底覆蓋細(xì)孔塑料膜。池內(nèi)填入攪拌均勻的的紅壤和腐殖土（5∶2）。池內(nèi)15 cm深處埋入土壤水分含量檢測(cè)儀器（TDR-3000，錦州陽(yáng)光氣象科技有限公司）用于測(cè)定土壤含水量。滇重樓植入小區(qū)內(nèi)正常澆水，種植期間不施肥，保證出芽并生長(zhǎng)至成熟期。

課題組前期預(yù)試驗(yàn)和觀察發(fā)現(xiàn)，滇重樓較喜陰濕環(huán)境，對(duì)栽培土壤水分適應(yīng)范圍較廣;土壤水分為土壤飽和持水量的45%～85%均能生長(zhǎng)。結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道（李鉑等，2020），試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)土壤水分梯度處理：土壤飽和持水量的80%（充足水分，W0）、土壤飽和持水量的70%（輕度干旱，W1）和土壤飽和持水量的50%（重度干旱，W2）。土壤水分采用稱重法控制（左應(yīng)梅等，2011）。每一種源選取15株個(gè)體，均分為3組用于W0、W1和W2試驗(yàn)。所有研究材料栽培1年后于2018年10月采收并測(cè)定植株性狀。

1. 3 植物性狀測(cè)定

地上性狀測(cè)定株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬、葉柄長(zhǎng)、莖鮮重、莖生物量、葉鮮重、葉生物量;地下性狀測(cè)定根莖長(zhǎng)、根莖直徑、根莖鮮重、根莖生物量、須根長(zhǎng)、須根直徑、須根數(shù)、須根鮮重和須根生物量。與長(zhǎng)度相關(guān)的性狀采用直尺測(cè)量（0.01 cm）;與直徑相關(guān)的性狀采用游標(biāo)卡尺測(cè)量（0.01 mm）。鮮重和生物量用電子天平（精確至0.01 g）稱重獲得。

通過(guò)上述性狀進(jìn)一步計(jì)算其他相關(guān)性狀，計(jì)算公式：葉形指數(shù)=葉長(zhǎng)/葉寬;葉片含水率（%）=（葉鮮重-葉生物量）/葉鮮重×100;地上器官生物量=莖生物量+葉生物量;地下器官生物量=根莖生物量+須根生物量;全株生物量=地上器官生物量+地下器官生物量;根莖干物質(zhì)分配指數(shù)=根莖生物量/地下器官生物量;須根干物質(zhì)分配指數(shù)=須根生物量/地下器官生物量;葉質(zhì)比=葉生物量/全株生物量;莖質(zhì)比=莖生物量/全株生物量;根質(zhì)比=地下器官生物量/全株生物量;莖葉比=莖生物量/葉生物量;根冠比=地下器官生物量/地上器官生物量。

1. 4 滇重樓皂苷含量測(cè)定及總皂苷產(chǎn)量計(jì)算

利用安捷倫高效液相色譜儀，測(cè)定試驗(yàn)植株干燥根及根莖部位重樓皂苷I、重樓皂苷II、重樓皂苷VI和重樓皂苷VII含量，基于4種重樓皂苷含量求和計(jì)算得到藥用部位總皂苷含量（國(guó)家藥典委員會(huì)，2020）。分析方法色譜柱為Insertsil ODS-C18色譜柱（150.0 mm×4.6 mm，5 μm）;流動(dòng)相為乙腈（A）-水（B）梯度洗脫，0～40 min，流動(dòng)相（A）：30%～60%，40～50 min，流動(dòng)相（A）：60%～30%;流速1.0 mL/min;進(jìn)樣量10 μL;柱溫35 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)203 nm（國(guó)家藥典委員會(huì)，2020）。藥用部位總皂苷產(chǎn)量=總皂苷含量×地下器官生物量。

1. 5 統(tǒng)計(jì)分析

采用單因素方差分析和Duncan檢驗(yàn)比較不同土壤水分條件下滇重樓表型性狀的差異性。采用相關(guān)分析研究各性狀間的相互關(guān)系，結(jié)合正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）、變量投影重要性（VIP）分析篩選與重樓藥材產(chǎn)量關(guān)系緊密且對(duì)干旱脅迫敏感的表型性狀。單因素方差分析用SPSS 20.0計(jì)算。相關(guān)分析及相關(guān)性矩陣的可視化由R 3.5.1與Corrplot 0.84程序包完成。正交偏最小二乘判別分析和VIP分析采用SIMCA-P+ 14.1進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2. 1 土壤水分對(duì)不同種源滇重樓根、莖、葉性狀的影響

2. 1. 1 對(duì)根部性狀的影響 由表2可知，溫帶種源不同根部性狀的數(shù)值隨著土壤水分減少均呈降低趨勢(shì)，表現(xiàn)為W0>W1>W2，且須根生物量、須根直徑和須根長(zhǎng)在各處理間差異顯著（P<0.05，下同）。與溫帶種源不同，土壤水分變化對(duì)南亞熱帶種源的根莖直徑和須根直徑影響較小，處理間差異不顯著（P>0.05，下同）;且大部分性狀充足水分條件下（W0）的數(shù)值顯著高于重度干旱（W2）下生長(zhǎng)的植株。北熱帶重樓不同根部性狀的數(shù)值也隨著土壤水分減少呈降低趨勢(shì)，且重度干旱（W2）條件下生長(zhǎng)的北熱帶重樓，其根莖鮮重、根莖生物量、根莖直徑、根莖長(zhǎng)、須根鮮重、須根直徑、須根長(zhǎng)和須根數(shù)與充足水分（W0）條件下生長(zhǎng)的植株相比，數(shù)值均顯著降低，表明重度干旱脅迫對(duì)北熱帶種源的9個(gè)根部性狀均有明顯抑制作用。

2. 1. 2 對(duì)莖部性狀的影響 由表3可知，隨著土壤水分減少，不同種源滇重樓的株高和莖粗均表現(xiàn)為W0>W1>W2，且W0與W2處理間差異顯著。此外，南亞熱帶和北熱帶種源的莖鮮重和莖生物量也受干旱脅迫影響，輕度（W1）和重度（W2）干旱條件下生長(zhǎng)的植株與充足水分（W0）條件下生長(zhǎng)的植株相比，上述性狀數(shù)值顯著降低，而溫帶種源的莖鮮重和莖生物量在不同處理間的差異未達(dá)顯著水平。

2. 1. 3 對(duì)葉片性狀的影響 由表4可知，與充足水分（W0）條件相比，輕度干旱（W1）下南亞熱帶種源和北熱帶種源的葉鮮重與葉生物量顯著降低;重度干旱（W2）下所有種源的葉鮮重、葉長(zhǎng)和葉寬顯著低于充足水分（W0）條件下的植株。隨著土壤水分的減少，葉柄長(zhǎng)在溫帶種源中差異不顯著，在南亞熱帶種源和北熱帶種源中表現(xiàn)為W0>W1>W2，且W1和W2處理較W0處理顯著降低;所有種源的葉片含水率和葉形指數(shù)在各處理間差異均不顯著。

2. 2 土壤水分對(duì)滇重樓不同器官生物量分配的影響

由圖1可看出，隨著土壤水分減少，溫帶種源的葉質(zhì)比和莖質(zhì)比逐漸升高，根質(zhì)比則呈降低趨勢(shì);南亞熱帶種源的葉質(zhì)比和莖質(zhì)比逐漸降低，根質(zhì)比則呈升高趨勢(shì);北熱帶種源的葉質(zhì)比隨著土壤水分減少呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，莖質(zhì)比變化不明顯，根質(zhì)比呈略微升高趨勢(shì)。

莖葉比和根冠比的分析結(jié)果（圖2）顯示，隨著土壤水分減少，溫帶種源的莖葉比逐漸升高，根冠比呈先升高后降低的變化趨勢(shì);南亞熱帶種源的莖葉比逐漸降低，根冠比逐漸升高;北熱帶種源的莖葉比先降低后升高，根冠比則呈先升高后降低的相反變化趨勢(shì)。

2. 3 土壤水分對(duì)不同種源滇重樓皂苷含量的影響

由圖3可看出，不同種源滇重樓經(jīng)干旱脅迫處理后，其化學(xué)成分的積累規(guī)律存在差異。溫帶種源地下器官總皂苷含量表現(xiàn)為W2（4.34±0.03 mg/g）>W1（3.68±0.51 mg/g）>W0（2.28±0.04 mg/g）（圖3-A）;南亞熱帶種源地下器官總皂苷含量表現(xiàn)為W0（9.80±0.14 mg/g）>W1（9.48±0.28 mg/g）>W2（4.57±0.06 mg/g）（圖3-B）;北熱帶種源地下器官總皂苷含量表現(xiàn)為W0（7.71±0.40 mg/g）>W2（5.26±0.06 mg/g）>W1（4.40±0.55 mg/g）（圖3-C）。

2. 4 干旱脅迫對(duì)不同種源滇重樓地下器官生物量和總皂苷產(chǎn)量的影響

綜合比較不同土壤水分條件下溫帶、南亞熱帶和北熱帶種源地下器官生物量和總皂苷產(chǎn)量變化，發(fā)現(xiàn)南亞熱帶種源地下器官在充足水分（W0）、輕度干旱（W1）和重度干旱（W2）條件下的生物量平均值（6.16±2.78 g、4.78±1.51 g、2.98±0.59 g）與總皂苷產(chǎn)量平均值（60.51±28.23 mg、45.96±16.88 mg、13.62±2.51 mg）均最高，其次為北熱帶種源，溫帶種源的生物量和總皂苷產(chǎn)量最低（圖4）。表明南亞熱帶種源在不同土壤水分條件下均可表現(xiàn)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)特征。

2. 5 不同土壤水分條件下滇重樓各性狀間的相關(guān)分析

Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，滇重樓地上多個(gè)性狀對(duì)其根莖部位產(chǎn)量和皂苷含量變化有顯著或極顯著（P<0.01，下同）影響。其中，株高、莖粗、莖鮮重、莖生物量、葉鮮重、葉生物量、葉長(zhǎng)和葉寬與滇重樓根及根莖部位的鮮重、生物量及總皂苷含量呈極顯著正相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選取與藥材產(chǎn)量緊密相關(guān)的表型性狀進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析，結(jié)果（圖5）顯示， 3個(gè)種源的W1和W2處理樣品間均明顯分離（圖5-A、圖5-D和圖5-G）;干旱條件下，隨土壤水分減少，各種源根莖直徑、根莖長(zhǎng)、須根直徑、須根長(zhǎng)、須根數(shù)、莖鮮重、莖生物量、葉鮮重、葉生物量、葉片含水率、株高、莖粗、葉長(zhǎng)和葉寬均分布在S-plot圖的右下角（圖5-B、圖5-E和圖5-H），絕大部分性狀p（corr）值小于-0.2;表明上述性狀在W1處理?xiàng)l件下明顯高于W2處理。進(jìn)一步結(jié)合VIP分析對(duì)各性狀響應(yīng)干旱脅迫的重要性進(jìn)行排序（圖5-C、圖5-F和圖5-I），溫帶種源中須根長(zhǎng)、須根數(shù)和葉寬VIP值大于1.0;南亞熱帶種源中株高、須根數(shù)、莖鮮重和葉長(zhǎng)VIP值大于1.0;北熱帶種源中須根長(zhǎng)、須根數(shù)、葉長(zhǎng)和葉寬VIP值大于1.0。上述性狀是滇重樓對(duì)干旱脅迫最敏感的性狀且與藥用部位產(chǎn)量關(guān)系緊密。今后在選取抗旱種源時(shí)，應(yīng)關(guān)注干旱條件下上述性狀數(shù)值較高的種源進(jìn)行篩選和培育。

3 討論

3. 1 滇重樓表型性狀對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)

本研究從地上、地下多個(gè)性狀及不同角度探討了滇重樓對(duì)土壤水分變化的響應(yīng)與適應(yīng)。地上性狀分析結(jié)果顯示，隨著土壤水分減少，3個(gè)種源的葉片性狀數(shù)值均有不同程度的下降，所有種源重度干旱條件下的葉鮮重、葉長(zhǎng)和葉寬數(shù)值顯著低于充足水分條件下的植株。該結(jié)果與已報(bào)道的玉米、水稻等物種相似（李東勝等，2013;陳瑩婷和許振柱，2014;陸紅飛等，2017）。葉柄是葉片機(jī)械支撐及光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)闹匾Y(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度變化也反應(yīng)了植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)策略（王繼玥等，2017）。本研究中，重度干旱條件下，3個(gè)種源的葉柄長(zhǎng)度均降至最低，且南亞熱帶和北熱帶種源該性狀變異較大。滇重樓葉形指數(shù)在所有性狀中變化最小，處理間差異不顯著。葉形穩(wěn)定可能暗示滇重樓葉長(zhǎng)、葉寬隨土壤水分變化具有相似的增減速率。地上器官中，莖是連接植物葉片和根莖、果實(shí)等器官的重要通道。株高、莖粗等性狀與滇重樓根莖部位藥材產(chǎn)量有較強(qiáng)的相關(guān)性。干旱脅迫下，所有供試種源的株高和莖粗顯著降低。南亞熱帶種源和北熱帶種源的株高、莖粗、莖鮮重和莖生物量的變化較溫帶種源明顯，推測(cè)上述地區(qū)滇重樓莖部性狀有更高的表型可塑性。

地下性狀研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期干旱明顯不利于溫帶滇重樓生長(zhǎng)。與充足水分條件相比，重度干旱條件下生長(zhǎng)的溫帶滇重樓須根生物量降低84.62%，根莖生物量降低70.10%。進(jìn)一步分析不同種源滇重樓地上、地下器官的生物量分配規(guī)律，結(jié)果顯示重度干旱條件下，溫帶滇重樓葉質(zhì)比、莖質(zhì)比和莖葉比增加，但根質(zhì)比明顯降低;南亞熱帶滇重樓葉質(zhì)比、莖質(zhì)比和莖葉比均呈下降趨勢(shì)，根質(zhì)比和根冠比明顯上升;北熱帶滇重樓葉質(zhì)比和莖質(zhì)比相對(duì)穩(wěn)定，但其莖葉比和根質(zhì)比維持較高數(shù)值。生物量在不同器官的積累、分配可反映逆境下植物各生理功能間的權(quán)衡關(guān)系（劉曉娟和馬克平，2015;單立山等，2016;楊雪等，2017）。如紫花苜蓿（Medicago sativa）、藎草（Arthraxon hispidus）等作物遇到干旱脅迫時(shí)，更多的生物量分配至地下器官，用于吸收有限的水資源，同時(shí)存儲(chǔ)光合產(chǎn)物（張靜等，2016;謝瑞娟等，2017）。滇重樓與上述作物相比，不同種源呈現(xiàn)不同的適應(yīng)策略，為適應(yīng)長(zhǎng)期且嚴(yán)重的干旱，南亞熱帶滇重樓優(yōu)先將光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至地下器官抵御長(zhǎng)期干旱;而北熱帶滇重樓則選擇減少葉片數(shù)，降低水分蒸散，同時(shí)在垂直方向和地下增加光合產(chǎn)物的分配;溫帶滇重樓則難以適應(yīng)長(zhǎng)期干旱，重度干旱脅迫發(fā)生時(shí)，植株地下器官儲(chǔ)存的光合產(chǎn)物被大量消耗，且莖干垂直方向和水平方向的生長(zhǎng)明顯受到抑制。

3. 2 抗旱種源篩選

滇重樓優(yōu)良種源的篩選需兼顧藥材產(chǎn)量與活性成分含量?！吨袊?guó)藥典》采用重樓皂苷I、II、VI、VII及其總含量作為評(píng)價(jià)藥材質(zhì)量的主要指標(biāo)（國(guó)家藥典委員會(huì)，2020）。相同土壤水分條件下，南亞熱帶與北熱帶種源滇重樓根莖生物量和總皂苷含量均高于溫帶種源，可作為充足水分和輕度干旱條件下種植的優(yōu)良種源。當(dāng)長(zhǎng)期重度干旱發(fā)生時(shí)，南亞熱帶種源的莖質(zhì)比和根冠比明顯高于其他種源，抗旱能力最強(qiáng)，是潛在的抗旱優(yōu)良種源。結(jié)合相關(guān)分析及正交偏最小二乘-判別分析結(jié)果，未來(lái)選育滇重樓抗旱種源時(shí)，應(yīng)盡量選擇干旱條件下須根多且長(zhǎng)、葉片較小和莖干粗壯的植株。

4 結(jié)論

長(zhǎng)期干旱不利于滇重樓生長(zhǎng)，不同種源滇重樓應(yīng)對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)策略存在差異。南亞熱帶滇重樓將光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至地下器官抵御長(zhǎng)期干旱;北熱帶滇重樓選擇減少植株葉片數(shù);溫帶滇重樓則難以適應(yīng)長(zhǎng)期干旱，生長(zhǎng)明顯受到抑制。長(zhǎng)期重度干旱發(fā)生時(shí)，南亞熱帶種源的莖質(zhì)比和根冠比明顯高于其他種源，抗旱能力最強(qiáng);且不同土壤水分條件下，南亞熱帶種源總皂苷產(chǎn)量在所有種源中均最高。綜合分析認(rèn)為，南亞熱帶滇重樓可作為優(yōu)良抗旱種源進(jìn)行培育。

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（責(zé)任編輯 王 暉）

收稿日期：2020-11-19

基金項(xiàng)目：云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2017RA001）

通訊作者：張金渝（1975-），https：//orcid.org/0000-0002-1092-0623，博士，研究員，主要從事植物資源評(píng)價(jià)與利用研究工作，E-mail：jyzhang2008@126.com

第一作者：王元忠（1981-），https：//orcid.org/0000-0001-5376-757X，博士，副研究員，主要從事藥用植物和真菌資源評(píng)價(jià)與利用研究工作，E-mail：boletus@126.com