張一龍， 孫曉梵， 李碩， 李培英， 孫宗玖

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，新疆草地資源與生態(tài)自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西部干旱區(qū)草地資源與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830052）

水是人類賴以生存的重要資源，隨著氣候變化、人口增加及城鎮(zhèn)化影響，水資源短缺以及水資源分布不均勻問題日益加劇[1]。已有研究表明，新疆的土壤干旱方式以緩慢干旱為主，其干旱覆蓋范圍在2005年以后增幅越發(fā)明顯[2]。在水資源短缺時(shí)，草坪綠化水首先被壓縮，因而揭示草種抗旱機(jī)制及采用育種技術(shù)提高草種抗旱性成為亟待解決的問題。

研究表明，干旱脅迫下植物氧自由基產(chǎn)生與清除的平衡被破壞，活性氧大量積累，引發(fā)膜脂過氧化和膜磷脂的脫酯化反應(yīng)啟動(dòng)，使葉綠素超微結(jié)構(gòu)受到損害，甚至解體；光合色素含量下降，光合作用受到抑制，植物生長(zhǎng)下降；有毒物質(zhì)的積累進(jìn)一步加劇植物代謝紊亂，最終使植物受損，甚至死亡[3]。植物對(duì)干旱的響應(yīng)通常受脅迫程度和持續(xù)時(shí)間及植物基因型和發(fā)育階段的影響[4]。植物在長(zhǎng)期適應(yīng)不同環(huán)境過程中，也形成了不同干旱適應(yīng)機(jī)制。研究表明，不同草種間抗旱性存在差異，且同種草種不同基因型間也呈現(xiàn)出不同的抗旱性[5]。孫明偉等[6]研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)抗旱性與弱抗旱性的羊草（Leymus chinensis）葉片的葉綠素和類胡蘿卜素含量在干旱脅迫后均升高，且強(qiáng)抗旱性羊草的葉片光合色素含量敏感指數(shù)顯著高于弱抗旱性羊草。張娜[7]研究表明，隨著干旱脅迫程度的加劇，水分敏感品種‘壩筱3號(hào)’葉片的葉綠素含量和光合速率呈遞減趨勢(shì)，而抗旱品種‘蒙燕1號(hào)’呈先升后降趨勢(shì)；2種燕麥（Avena sativa）的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化物酶（peroxidase，POD）活性及可溶性蛋白含量均隨著干旱脅迫程度的加劇先降低后升高，其中抗旱品種的增幅更快、更多。

狗牙根（Cynodon dactylon）為禾本科多年生匍匐莖-根莖兼有的草本植物，在全世界廣泛分布，因其具有繁殖能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣、抗旱性強(qiáng)、坪用性好等優(yōu)良特性，成為暖季型草坪草種質(zhì)研究的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外圍繞狗牙根抗旱性開展了大量研究，但主要集中在育成品種的抗旱差異及抗旱機(jī)制[8-9]，對(duì)一些特殊生態(tài)型或新選育材料的研究較少，且對(duì)不同抗旱性狗牙根的干旱生理響應(yīng)差異分析研究略顯不足。另外，不同狗牙根在干旱下各指標(biāo)的響應(yīng)也存在差異，段敏敏等[10]研究表明，輕度水分脅迫下，敏旱型狗牙根種質(zhì)的脯氨酸含量顯著高于抗旱型；中度水分脅迫下，抗旱型狗牙根種質(zhì)脯氨酸含量顯著高于敏旱型；重度水分脅迫下，2種抗旱性狗牙根種質(zhì)間差異不明顯。Ajtahed等[11]研究表明，敏旱型狗牙根種質(zhì)較耐旱型狗牙根種質(zhì)具有更高的過氧化氫酶（catalase，CAT)和抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性。因此，需進(jìn)一步探明不同抗旱性狗牙根種質(zhì)的干旱生理響應(yīng)機(jī)制。

新疆擁有豐富的野生狗牙根種質(zhì)資源，由于長(zhǎng)期生長(zhǎng)于干旱環(huán)境，形成了豐富的遺傳變異。本研究在前期研究[12]基礎(chǔ)上，以抗旱性存在顯著差異的4種狗牙根種質(zhì)為研究對(duì)象，采用漸進(jìn)式緩慢干旱法對(duì)其進(jìn)行干旱處理，通過對(duì)土壤含水量及狗牙根抗旱相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，探討不同抗旱性野生狗牙根種質(zhì)對(duì)抗旱的響應(yīng)差異，明確其抗旱響應(yīng)機(jī)制，篩選出不同干旱脅迫程度下的關(guān)鍵性指標(biāo)，為狗牙根抗旱機(jī)理研究及抗旱狗牙根新品種選育提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以課題組前期研究篩選出的4份新疆狗牙根[12]為試驗(yàn)材料，根據(jù)其抗旱性劃分為2類，具體信息見表1。

表1 供試材料來源及抗旱性Table 1 Origins and drought resistances of test materials

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 育苗及擴(kuò)繁 將各供試狗牙根種質(zhì)的單株進(jìn)行擴(kuò)繁，且以蓋度為95%以上的盆栽草為原始繁殖材料，將直徑為20 cm、深15 cm的盆栽草平均分成大小、體積基本一致的4等份，統(tǒng)一保留地下部分5 cm，將均分后的草移栽至裝有1.2 kg混合土壤（花土∶基質(zhì)土∶黃沙=2∶2∶1，體積比）的塑料盆（直徑8 cm，深15 cm）中，盆中混合土壤的有機(jī)質(zhì)含量15.95 %，堿解氮含量129.58 mg·kg-1，速效磷含量13.59 mg·kg-1，速效鉀含量99.75 mg·kg-1。每個(gè)材料移栽12盆，正常澆水、施肥、修剪等養(yǎng)護(hù)管理60 d，待其蓋度達(dá)90%以上時(shí)進(jìn)行干旱試驗(yàn)。

1.2.2 干旱處理 于2020年8—9月在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)室外試驗(yàn)地采用漸進(jìn)式緩慢干旱法對(duì)供試材料進(jìn)行干旱脅迫處理，即首先充分灌溉至水從塑料盆底部排水孔流出，待無水再流出時(shí)，對(duì)所有供試材料進(jìn)行實(shí)時(shí)稱重，并記錄，以此時(shí)含水量為土壤飽和含水量，此時(shí)記作干旱0 d，此后每3 d于下午6點(diǎn)對(duì)供試材料進(jìn)行稱重，計(jì)算實(shí)時(shí)蒸散量；稱重后進(jìn)行補(bǔ)水，每次補(bǔ)充灌溉蒸散量的50%（各材料補(bǔ)水量一致，以失水最多材料為準(zhǔn)）。為確保試驗(yàn)不受外界水分干擾，降雨前用塑料布遮蓋試驗(yàn)材料。分別于干旱處理第0、第7、第14和第20天采集植株頂端向下第2片葉片，用于測(cè)定生理指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)3次生物學(xué)重復(fù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

使用鋁盒環(huán)刀取土樣，迅速稱取鮮重（fresh weight，F(xiàn)W），然后烘干稱重，計(jì)算土壤含水量（soil water content，SWC）；采用飽和稱重法[13]測(cè)定葉片相對(duì)含水量（relative water content，RWC）；采用電導(dǎo)率法[13]測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率（electrical conductivity，EC）；采用二甲基亞砜法[14]測(cè)定光合色素含量（photosynthetic pigment content，PPC）；采用氮藍(lán)四唑光化還原法[15]測(cè)定超氧化物歧化酶活性（SOD）；采用愈創(chuàng)木酚法[15]測(cè)定過氧化物酶（POD）活性；采用過氧化氫還原法[15]測(cè)定過氧化氫酶（CAT）活性;采用硫代巴比妥酸法[15]測(cè)定丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量；采用考馬斯亮藍(lán)法[15]測(cè)定可溶性蛋白（soluble protein，SP）含量；采用茚三酮顯色法[16]測(cè)定脯氨酸（proline content，Pro）含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，用SPSS 26.0軟件中One-way ANOVA進(jìn)行不同干旱時(shí)間及不同基因型間的生理指標(biāo)的差異顯著性分析，采用Origin 2018制圖。根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的平均值計(jì)算單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)，并以此為依據(jù)，利用隸屬函數(shù)法對(duì)供試材料的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；采用灰色關(guān)聯(lián)度分析篩選不同干旱程度下的抗旱鑒定關(guān)鍵指標(biāo)[17-18]。

以抗旱系數(shù)（α）來評(píng)價(jià)不同材料間的抗旱性，某項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)的計(jì)算公式如下。

為減少不同指標(biāo)間的差異，參照劉一明等[17]將抗旱系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算公式如下。

式中，X為某一指標(biāo)的測(cè)定值，Xmin為該測(cè)定指標(biāo)的最小值，Xmax為該測(cè)定指標(biāo)的最大值。

若某一指標(biāo)與抗旱性呈正相關(guān)，則采用公式（2）計(jì)算其隸屬函數(shù)值；若呈負(fù)相關(guān)，則采用公式（3）進(jìn)行計(jì)算。最后依照公式（4）將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加求其平均值。參照伏兵哲等[18]的方法，以隸屬函數(shù)值作為參考數(shù)列、各指標(biāo)作為比較數(shù)列進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式如下。

式中，Ψi（k）為關(guān)聯(lián)系數(shù)，ri為灰色關(guān)聯(lián)度。|x0(k)-xi(k)|表示參考數(shù)列與比較數(shù)列間的絕對(duì)差值，minimink|x0(k)-xi(k)|為二級(jí)最小差值，maxi maxk|x0(k)-xi(k)|為二級(jí)最大差值。ρ為分辨系數(shù)，本試驗(yàn)中取值為0.5[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)土壤含水量的影響

由圖1可知，隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤含水量顯著性降低；在干旱第0、第7、第14、第20天時(shí)，土壤含水量平均為39.85%、29.75%、22.88%、11.20%。干旱初始（第0天），土壤含水量為39.74%～40.31%，不同材料間差異不顯著；干旱第7天時(shí)，C10、C32的土壤含水量較C118、C138顯著降低9.28%～10.65%（P＜0.05）；干旱第14天時(shí)，C10的土壤含水量顯著低于C118、C138；干旱第20天時(shí)，C118、C138的土壤含水量顯著高于C10、C32。

圖1 干旱脅迫下不同狗牙根的土壤含水量和葉片相對(duì)含水量Fig.1 Soil water content and relative leaf water content of different bermudagrass under drought stress

2.2 干旱脅迫對(duì)狗牙根葉片生理指標(biāo)的影響

2.2.1 相對(duì)含水量 由圖1可知，隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，供試材料葉片的相對(duì)含水量均顯著降低。干旱0 d時(shí)，C10、C32、C138的葉片相對(duì)含水量顯著高于C118（P＜0.05）；干旱7 d時(shí)，C32葉片相對(duì)含水量顯著高于C118和C138（P＜0.05）；干旱14 d時(shí)，各材料葉片相對(duì)含水量為39.43%～53.16%，其中C10顯著低于C118、C138；干旱20 d時(shí)，各材料葉片相對(duì)含水量下降至25.61%～38.77%，其中C118、C138較C10、C32顯著提高29.32%～51.38%。

2.2.2 葉片相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量 由圖2可知，隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，葉片的相對(duì)電導(dǎo)率顯著增加。干旱0 d時(shí)，不同材料間的相對(duì)電導(dǎo)率差異不顯著；干旱7 d時(shí)，C10、C32的相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于C118、C138。干旱14 d時(shí)，C32、C10相對(duì)電導(dǎo)率分別為40.87%、38.77%，顯著高于C118（27.74%）、C138（26.34%）。干旱20 d時(shí)，各材料的相對(duì)電導(dǎo)率為52.09%～71.80%，不同材料間差異顯著，表現(xiàn)為C32＞C10＞C118＞C138。

圖2 干旱脅迫下不同狗牙根葉片相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量Fig.2 Relative electrical conductivity and malondialdehyde content of different bermudagrass leaves under drought stress

隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，狗牙根葉片中丙二醛含量呈上升趨勢(shì)，于干旱0、7、14、20 d時(shí)分別為5.16、5.93、9.78、17.36 μmol·g-1。干旱0 d時(shí)，不同材料間丙二醛含量差異不顯著；干旱7 d時(shí)，C32的丙二醛含量顯著高于C10、C118、C138；干旱14 d，各材料的丙二醛含量為7.97～11.85 μmol·g-1，其中C10、C32顯著高于C118、C138；干旱20 d時(shí)，葉片中丙二醛含量達(dá)到峰值，為14.85～21.17 μmol·g-1，其中C10顯著高于C118、C138。

2.2.3 光合色素含量 干旱脅迫下，不同狗牙根種質(zhì)葉片的光合色素含量呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)（圖3）。隨著干旱脅迫程度的加劇，C118的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量呈下降趨勢(shì)；而C138、C32、C10表現(xiàn)為先增后降的趨勢(shì)，其中在干旱7 d時(shí)達(dá)到峰值，說明適度干旱可能有助于一些狗牙根種質(zhì)葉片光合色素含量的增加。C118在干旱脅迫0～20 d均表現(xiàn)出較高的光合色素含量，其中干旱0 d時(shí)，其葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量含量分別為1.80、0.45、0.97、2.73 mg·g-1，較其他種質(zhì)顯著提高25.00%～96.40%。C138的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量高于C32、C10；且其類胡蘿卜素含量在干旱14 d后表現(xiàn)為最高，干旱20 d時(shí)，其類胡蘿卜素含量為0.50 mg·g-1，較其他種質(zhì)顯著提高35.14%～56.25%。

圖3 干旱脅迫下不同狗牙根光合色素含量Fig.3 Photosynthetic pigment content of different bermudagrass under drought stress

2.2.4 抗氧化酶活性 4份材料的SOD、CAT、POD活性在干旱脅迫下均表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，即隨著干旱脅迫程度的加劇，抗氧化酶活性呈先增后降的趨勢(shì)，但不同酶達(dá)到峰值時(shí)間有所不同，SOD活性在干旱脅迫7 d達(dá)到峰值，而CAT、POD活性在干旱脅迫14 d達(dá)到峰值（圖4）。

圖4 干旱脅迫下不同狗牙根葉片抗氧化酶活性Fig.4 Antioxidant enzyme activities of different bermudagrass leaves under drought stress

干旱0 d時(shí)，C118的POD活性較其他材料顯著提高8.71%～32.49%；干旱14 d時(shí)，各材料的POD活性均達(dá)最高，為10.05～14.77 U·g-1·min-1，其中C138、C118顯著高于C10；干旱20 d時(shí)，C138的POD活性顯著高于C118、C10。CAT活性的變化趨勢(shì)與POD類似，于干旱14 d時(shí)達(dá)到峰值，為13.24～16.68 U·g-1·min-1，其中C138的CAT活性顯著高于其他材料。干旱0 d時(shí)，不同材料間SOD活性無顯著差異；干旱7 d時(shí)，各種質(zhì)SOD活性均達(dá)峰值，為373.34～461.81 U·g-1·min-1，較干旱0 d時(shí)增加35.39%～76.21%，其中C32顯著低于其他材料；干旱20 d時(shí)，C118和C138的SOD活性差異不顯著，但較C10、C32顯著提高20.00%～50.73%。

2.2.5 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量 隨著干旱脅迫的加劇，敏旱材料C10、C32的可溶性蛋白含量呈先增后降趨勢(shì)，于干旱14 d時(shí)達(dá)到峰值；而抗旱材料C118、C138則呈一直增加趨勢(shì)，于干旱20 d時(shí)達(dá)到峰值（圖5）。4份材料的脯氨酸含量均表現(xiàn)出隨干旱脅迫的加劇顯著上升。其中，干旱0 d時(shí)脯氨酸為77.37～107.44 μg·g-1，不同材料間差異不顯著；干旱7～20 d，C138、C118的脯氨酸含量均顯著高于C10、C32；脯氨酸含量于干旱20 d時(shí)達(dá)到峰值，為784.73～1 465.88 μg·g-1（圖5）。

圖5 干旱脅迫下不同狗牙根葉片可溶性蛋白和脯氨酸含量Fig.5 Soluble protein and proline content of different bermudagrass leaves under drought stress

2.3 熱圖聚類分析

由熱圖聚類分析（圖6）可知，輕度干旱（7 d）時(shí)，SOD活性較高，4份材料受損害程度均較輕，葉片的EC和MDA含量均較低。隨著干旱脅迫程度的加劇，抗旱、敏旱材料被明顯區(qū)分開來。層次聚類分析表明，干旱14 d時(shí)，抗旱材料表現(xiàn)出更高的CAT、POD活性，表明其清除活性氧的能力更強(qiáng)，因而細(xì)胞膜受損程度較??；干旱20 d時(shí)，抗旱材料通過大量積累Pro與SP來抵御干旱脅迫，而敏旱材料則表現(xiàn)為SOD、CAT、POD活性顯著下降，Pro、SP積累緩慢，導(dǎo)致MDA含量與EC激增，表明植株受損較為嚴(yán)重。

圖6 4份狗牙根干旱處理7～20 d時(shí)各指標(biāo)的熱圖聚類分析Fig.6 Heat map cluster analysis of each index of 4 bermudagrass under drought treatment for 7～20 d

2.4 不同干旱脅迫下關(guān)鍵抗旱指標(biāo)的篩選

對(duì)4份狗牙根在不同干旱脅迫時(shí)間的抗旱隸屬函數(shù)值進(jìn)行計(jì)算（表2），并基于此進(jìn)行指標(biāo)抗旱關(guān)聯(lián)度分析（表3），結(jié)果與熱圖聚類分析相一致。干旱7 d時(shí)，材料間的抗旱隸屬值為0.482 2～0.575 7，不同材料間差異較??；干旱14與20 d時(shí)，各材料抗旱隸屬值間的差異逐漸增大，其中C138、C118高于C32、C10。

表3 不同干旱時(shí)間下各指標(biāo)與狗牙根抗旱的關(guān)聯(lián)度Table 3 Correlations between various indicators and bermudagrass drought resistance under different drought times

為探究在不同干旱脅迫下各指標(biāo)對(duì)狗牙根抗旱性的影響，以旱脅迫處理下各指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值為參考數(shù)列X0，將葉片相對(duì)含水量、相對(duì)電導(dǎo)率、總?cè)~綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量的抗旱系數(shù)值分別作為比較數(shù)列X1、X2、X3、……X12進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，得出各指標(biāo)與狗牙根抗旱性的關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大，表明該指標(biāo)對(duì)狗牙根抗旱性的影響更顯著。由表3可知，干旱7 d時(shí)葉片的丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率、相對(duì)含水量對(duì)抗旱性影響較大；干旱14 d時(shí)，葉片的相對(duì)電導(dǎo)率、類胡蘿卜素含量、SOD活性于抗旱性的關(guān)聯(lián)度較大；干旱20 d時(shí)，葉片的脯氨酸和可溶性蛋白含量及相對(duì)含水量對(duì)抗旱性影響較大。

3 討論

3.1 干旱脅迫對(duì)狗牙根光合色素的影響

植物體內(nèi)水分虧缺會(huì)直接影響葉綠體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響葉綠素含量[19]。在干旱脅迫下，抗性越強(qiáng)的種質(zhì)葉綠體結(jié)構(gòu)完整度越高，葉綠素含量也越高[20]，與本研究結(jié)果一致。在整個(gè)干旱期內(nèi)，抗旱種質(zhì)的總?cè)~綠素含量均高于敏旱種質(zhì)，其中C118的總?cè)~綠素含量在干旱脅迫的各個(gè)時(shí)期均為最高，尤其在干旱0 d時(shí)，C118的總?cè)~綠素含量較其他材料高58.72%～96.40%，表明其本身具備較高的總?cè)~綠素含量，有利于在干旱脅迫下維持光合作用，從而表現(xiàn)出較優(yōu)的抗旱性能。胡楊等[21]研究表明，干旱脅迫降低了細(xì)穗檉柳（Tamarix leptostachys）幼苗葉片中葉綠素a的含量，對(duì)葉綠素b含量無顯著影響。本研究表明，干旱脅迫對(duì)狗牙根葉片中葉綠素a、b都會(huì)造成顯著影響。這可能是由于草本和灌木本身差異及對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制不同所造成的。另外，類胡蘿卜素是植物體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)，在減輕和消除由干旱等逆境引發(fā)的活性氧傷害方面發(fā)揮著重要作用[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同種質(zhì)的類胡蘿卜素含量對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)不同，C118雖然在干旱0 d時(shí)有較高的類胡蘿卜素含量，但其隨著干旱脅迫表現(xiàn)為下降趨勢(shì)；而其余3份材料則表現(xiàn)為輕度脅迫（7d）時(shí)類胡蘿卜素含量增加，其中抗旱種質(zhì)C138的增幅最大（33.93%），干旱脅迫7～20 d時(shí)類胡蘿卜素含量降低，但C138依然能夠維持相對(duì)較高的含量（0.50 mg·g-1），這可能是其抗旱性強(qiáng)的原因之一?？傊?，即使都是抗旱種質(zhì)，但其抗旱機(jī)制仍存在差異，C118表現(xiàn)為在干旱各個(gè)時(shí)期均有較高的葉綠素含量，而C138則表現(xiàn)為維持較高的類胡蘿卜素含量。

3.2 干旱脅迫對(duì)狗牙根酶保護(hù)系統(tǒng)的影響

SOD、POD、CAT是生物體內(nèi)清除活性氧的主要保護(hù)酶[23]。張然等[24]研究表明，干旱脅迫下11份草地早熟禾（Poa pratensis）的SOD、POD和CAT活性顯著升高，但不同材料的增幅存在差異。本研究發(fā)現(xiàn)，4份供試狗牙根種質(zhì)葉片的SOD、POD、CAT活性均隨干旱脅迫程度的加劇呈先增后降趨勢(shì)，說明各種質(zhì)在干旱下都存在通過提高保護(hù)酶活性來抵御逆境、減輕傷害的適應(yīng)機(jī)制，但其活性和對(duì)干旱的敏感性因逆境條件和基因型的不同而存在差異，且植物抗氧化的防御會(huì)有極限，當(dāng)脅迫程度超過其極限，便會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這與張翠梅等[25]研究結(jié)果一致。抗氧化酶之間的相互協(xié)同作用能夠高效清除植物體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧，減輕植物細(xì)胞受到的氧化損傷，從而達(dá)到緩解干旱脅迫的作用。SOD被稱為植物防御活性氧的“第一道防線”，本研究結(jié)果表明，SOD酶活性在干旱7 d時(shí)達(dá)到峰值，隨后呈逐漸下降趨勢(shì)，表明干旱脅迫時(shí)SOD率先發(fā)揮作用；CAT和POD活性在干旱脅迫7 d時(shí)上升趨勢(shì)并不明顯，在干旱脅迫14 d時(shí)顯著上升，表明此時(shí)CAT、POD參與機(jī)體抗旱響應(yīng)，與SOD共同清除活性氧。趙春程等[26]對(duì)多年生黑麥草（Lolium perenne）的抗旱響應(yīng)研究也得到了類似的結(jié)論。另外本研究發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下，抗旱種質(zhì)的抗氧化酶活性增速更快、增幅更大，因此清除活性氧的能力更強(qiáng)，且其SOD在干旱后期（干旱20 d）也表現(xiàn)出較高的活性，這可能也是其抗旱性強(qiáng)的原因之一。

3.3 干旱脅迫對(duì)狗牙根滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累是植物響應(yīng)干旱脅迫最直接的方式之一，脯氨酸和可溶性蛋白是植物在干旱脅迫下產(chǎn)生的有效滲透物質(zhì)。脯氨酸與可溶性蛋白的積累可以降低植物細(xì)胞內(nèi)的水勢(shì)，防止水分外流，延緩干旱脅迫對(duì)細(xì)胞造成的損傷，同時(shí)起到保護(hù)細(xì)胞內(nèi)大分子結(jié)構(gòu)的作用[27]。研究表明，植物在正常生長(zhǎng)環(huán)境下，游離脯氨酸常常會(huì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)；而在干旱環(huán)境下，游離脯氨酸的轉(zhuǎn)化效率極低，使其快速積累、參與蛋白質(zhì)組成[28]，因而干旱脅迫下，草坪草葉片中可溶性蛋白含量的顯著增加及脯氨酸的大量積累與緩解干旱脅迫有著密不可分的關(guān)系[29]，這與本研究結(jié)論一致。本研究發(fā)現(xiàn)，狗牙根敏旱種質(zhì)葉片的可溶性蛋白含量在干旱14 d時(shí)達(dá)到峰值，而抗旱種質(zhì)的可溶性蛋白含量則一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；干旱脅迫下各供試種質(zhì)的脯氨酸含量都有所增加，但抗旱種質(zhì)增幅更大，積累更快，從而表現(xiàn)出更好的抗旱性能。

3.4 不同干旱脅迫下影響狗牙根抗旱性的關(guān)鍵指標(biāo)

植物抵御或忍耐干旱脅迫是非常復(fù)雜的生理過程，其對(duì)干旱的響應(yīng)受基因型、干旱程度、干旱持續(xù)時(shí)間的影響。李江艷等[30]利用灰色關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)不同水分脅迫下，影響鴨茅（Dactylis glomerata）苗期抗旱性的有效指標(biāo)存在差異，輕度干旱下葉片相對(duì)含水量及葉綠素和MDA含量與抗旱性密切相關(guān)；而重度干旱下RWC及可溶性蛋白和可溶性糖含量對(duì)抗旱性影響較大。田小霞等[31]通過逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)葉片相對(duì)含水量、脯氨酸含量等指標(biāo)對(duì)供試材料的抗旱性有顯著影響。本研究利用灰色關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，在早期干旱脅迫（干旱7 d）時(shí)葉片的丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率、相對(duì)含水量對(duì)狗牙根的抗旱性影響較大；在干旱脅迫中期（干旱14 d），葉片相對(duì)電導(dǎo)率、類胡蘿卜素含量、SOD活性與抗旱性關(guān)聯(lián)度較大；在干旱脅迫后期（干旱20 d）時(shí)，葉片的相對(duì)含水量及脯氨酸和可溶性蛋白含量對(duì)狗牙根抗旱性影響較大。