黃艷萍， 袁 萍， 沈曉萌， 劉 浩， 劉德玲

(廣東食品藥品職業(yè)學院，南藥資源保護與利用工程技術(shù)開發(fā)研究中心，廣東廣州 510520)

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水分脅迫對不同廣藿香品種生理生化的影響

黃艷萍， 袁 萍， 沈曉萌， 劉 浩， 劉德玲

(廣東食品藥品職業(yè)學院，南藥資源保護與利用工程技術(shù)開發(fā)研究中心，廣東廣州 510520)

以不同產(chǎn)地的廣藿香為研究材料，采用盆栽和稱重控制澆水的方法，設(shè)置對照(CK)、輕度脅迫(T1)、中度脅迫(T2)、重度脅迫(T3)4個處理(土壤含水量分別為土壤田間持水量的80%、60%、50%和30%)，研究不同水分處理后廣藿香生理生化指標的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著土壤含水量的降低，廣藿香葉片中相對含水量減少，脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛均呈先下降后上升趨勢；超氧化物歧化酶、過氧化氫酶含量呈現(xiàn)上升趨勢。4個不同產(chǎn)地的廣藿香均表現(xiàn)出一定的抗旱耐旱能力，相比之下，海南產(chǎn)與湛江產(chǎn)廣藿香抗旱能力更強。

廣藿香；水分脅迫；生理生化；影響

Kye wordsPogostemoncablin(Blanco)Benth; Water stress; Physiological-biochemical characteristics;Influence

廣藿香為唇形科植物廣藿香Pogostemoncablin(Blanco)Benth.的干燥地上部分，是臨床上常用的芳香化濕藥，味辛、性微溫，歸脾、胃、肺經(jīng)，具有芳香化濁、開胃止嘔、發(fā)表解暑的功效[1]。廣藿香主要分布在廣州石牌(枝香)、廣東高要(肇香)、廣東湛江(湛香)和海南(瓊香)4種[2]。當前，因產(chǎn)地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及生態(tài)環(huán)境、種植方法均發(fā)生了顯著變化，導致不同產(chǎn)地廣藿香的植物性狀和質(zhì)量均存在較大差異。有關(guān)廣藿香的研究主要集中在真?zhèn)舞b別、藥理、化學成分及抗鹽堿等方面[3]。水分是大部分農(nóng)作物生長的重要影響因素，決定了作物的資源分布、生長發(fā)育、高產(chǎn)等。研究不同水分處理下作物生理指標的變化對于作物抗旱栽培和品種選育具有重要意義。該試驗通過研究不同水分處理對4個品系廣藿香葉片的相對含水量、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性的影響，為廣藿香適應(yīng)水分的生理機制、品種選育和栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 以4個產(chǎn)地(海南、湛江、高要、石牌)4個品系的廣藿香為試驗材料，經(jīng)廣東省中藥研究所袁亮副主任藥師鑒定為Pogostemoncablin(Blanco)Benth.。2011年末收集不同廣藿香后，移栽于廣東省中藥研究所南藥試驗基地，在相同條件下種植，建立廣藿香種質(zhì)資源，第二年選取長勢相同的廣藿香進行試驗。

1.2 試驗方法 采用盆栽試驗于2013年3～6月在廣東省中藥研究所南藥試驗基地大棚室進行。選用盆口直徑20 cm、高15 cm的塑料盆。土壤為沙壤土。每盆裝土3 kg，土壤田間最大持水量(FC)為24.6%。廣藿香幼苗于2013年3月8日移載盆中，育苗成功后正常灌水，每盆植1株，種植3個月后，選擇生長正常、形態(tài)一致的幼苗作為試驗材料。設(shè)置4個脅迫水平，即土壤含水量分別為土壤田間持水量(FC)的80%(CK)、60%(T1)、50%(T2)和30%(T3)，水分脅迫時間為30 d。每個脅迫處理和測定10個重復。廣藿香葉片測定位置為植株心葉外側(cè)第2～5片功能葉，于溫室內(nèi)測定。采集新鮮葉片經(jīng)蒸餾水沖洗3次然后用濾紙吸干后液氮儲藏，用于相關(guān)生理生化指標的測定。

1.3 測定指標及方法 葉片相對含水量(RWC)采取烘干法測定[4]；SOD活性采用氮藍四唑(NBT)光化還原法測定，CAT活性采用紫外吸收法測定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定；脯氨酸采用酸性茚三酮法測定；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍G-250法測定[5-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分處理對不同品種廣藿香葉片相對含水量的影響 圖 1顯示，不同品系廣藿香正常水分生長的葉片相對含水量在80%～90%，受到水分脅迫時呈下降的趨勢，在重度水分時，差異達到顯著，其中，海南和湛江產(chǎn)還可以保持較高的葉片相對含水量，而其他2個品種較低，尤以高要產(chǎn)的最低，可判斷海南與湛江種質(zhì)的廣藿香葉片保水能力較石牌與高要產(chǎn)的高，抗旱性較強。

2.2 水分脅迫對不同品種廣藿香葉片丙二醛含量的影響 從圖2可以看出，不同水分處理條件下，隨著土壤含水量減少，各品系廣藿香葉片的丙二醛(MDA)含量呈先下降后上升的趨勢，高要與石牌產(chǎn)的廣藿香在輕度和中度水分處理時丙二醛含量相差不大，在重度水分處理時含量急劇上升；湛江、海南產(chǎn)廣藿香在各水分處理下MDA含量變化較為平緩，判斷海南的廣藿香抗旱性強于石牌和高要的廣藿香。

2.3 水分脅迫對不同品種廣藿香可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響 從圖3可以看出，隨著脅迫程度的加深，廣藿香可溶性蛋白含量呈先降后升的趨勢?？赡苁怯捎谳p度水分脅迫時，可溶性蛋白的分解量大于新蛋白的產(chǎn)生量，使得蛋白含量降低。隨著脅迫濃度的加深，啟動了新的蛋白合成機制，產(chǎn)生新的脅迫蛋白，以維持細胞內(nèi)較低的滲透勢，從而蛋白含量有所上升[7]。

在正常的土壤水分環(huán)境條件下，不同廣藿香品種葉片中

游離脯氨酸含量相差不大，受到水分脅迫時，葉片中游離脯氨酸含量在不同品種間也表現(xiàn)出相同的規(guī)律性，但變化的幅度不同。在輕度水分脅迫下，4個廣藿香品種植物體內(nèi)游離脯氨酸含量下降；中度水分脅迫下，含量上升，且與對照的差異達到了極顯著水平；重度水分脅迫下，各品系廣藿香葉片的脯氨酸含量則增加迅速，海南產(chǎn)廣藿香脯氨酸含量提高了106.06%。石牌廣藿香變化幅度最大，脯氨酸含量提高了130.08%，其次是高要廣藿香，提高了120.32%，再次是湛江廣藿香，提高了115.84%(圖4)。

2.4 水分脅迫對不同品種廣藿香SOD和CAT活性的影響 從圖 5可以看出，各處理4個品系的廣藿香SOD活性的變化趨勢均是隨著土壤水分的減少而上升。廣藿香受到水分脅迫時，SOD活性增加，從而調(diào)節(jié)代謝，適應(yīng)環(huán)境，使生長及產(chǎn)量受到的影響減輕到最低程度[8]。其中石牌與高要品系的廣藿香SOD活性在不同水分處理下變化大，重度水分處理時增幅比較大，重度處理水分下分別提高了90.24%和72.55%，湛江與海南品系的SOD活性變化則比較緩和，湛江品系僅提高了50.18%。CAT值隨著土壤含水量的減少逐漸升高，說明隨著水分脅迫的增加，廣藿香可以調(diào)動CAT酶，清除植物體內(nèi)抵抗逆境而產(chǎn)生H2O2，是廣藿香對水分作出一定的響應(yīng)。

3 討論

該試驗采用盆栽試驗，研究水分脅迫對不同產(chǎn)地廣藿香生理生化指標的變化，結(jié)果表明，隨著土壤含水量的降低，4個產(chǎn)地的廣藿香植物葉片細胞水分喪失，葉片相對含水量減少。

滲透調(diào)節(jié)是植物響應(yīng)水分脅迫的一個重要生理保護機制，脯氨酸作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在水分脅迫下大量增加是植物的第一生理反應(yīng)[9]。該試驗研究表明，廣藿香葉片中脯氨酸含量在輕度水分脅迫時有所下降，隨著水分脅迫程度的加劇，而后又有所上升，說明廣藿香對水分脅迫有一種自我保護的適應(yīng)。各品系廣藿香所含可溶性蛋白含量隨土壤含水量的降低而先降低后增大，推斷水分虧缺過多會增加廣藿香蛋白質(zhì)的分解。

MDA是生物膜氧化的產(chǎn)物，具有很強的細胞毒性，它的含量可以作為植物受到脅迫的傷害程度的重要指標，該試驗結(jié)果表明，在輕度水分脅迫下，廣藿香葉片MDA含量較低，而膜透性較高，與對照差異不大；而當田間持水量為20%～30%時，MDA含量顯著增加，膜透性顯著降低，說明在輕度水分脅迫下MDA葉細胞膜系統(tǒng)沒有受到脅迫的傷害，MDA細胞膜的穩(wěn)定性強，能適應(yīng)一定的水分環(huán)境。

綜合廣藿香在不同水分脅迫下各項生理生化指標的變化，相比之下，海南與湛江產(chǎn)的廣藿香葉片相對含水量(RWC)變化較緩慢，滲透性調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性蛋白和脯氨酸調(diào)節(jié)較為積極，SOD、CAT活性增加迅速，具有較強的抗旱性。

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典:2010年版一部[S].北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2010:30.

[2] 白曉菊.化濕和胃道藿香[J].家庭醫(yī)藥,2005(10):18.

[3] 杜一民,陳汝筑,胡本榮.廣藿香的化學成分及其藥理作用研究進展[J].中藥新藥與臨床藥理,1998,9(4):238-241.

[4] 郝再彬, 蒼晶, 徐仲. 植物生理實驗[ M].哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學出版社,2004: 22-108.

[5] 李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000:119.

[6] 王學奎.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[7] 孫亞昕,巢建國,谷巍,等.水分脅迫對不同產(chǎn)地黑三棱生理生化的影響[J].中藥材,2014,37(3):376-378.

[8] 王維,蔡一霞,蔡昆爭,等.土壤水分虧缺對水稻莖桿貯藏碳水化合物向籽粒運轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)[J].植物生態(tài)學報,2005,29(5):819-828.

[9] 胡景江,顧振瑜,文建雷,等.水分脅迫對元寶楓膜脂過氧化作用的影響[J].西北林學院學報,1999,14(2):7-11.

Effect of Water Stress on Physiological-Biochemical Characteristics of DifferentPogostemoncablin(Blanco)Benth.Cultivars

HUANG Yan-ping,YUAN Ping, SHEN Xiao-meng et al

(Research & Development Center for Engineering and Technology of Medicinal Resources Protection and Utilization in South China, Guangdong Food and Drug Vacational College, Guangzhou, Guangdong 510520)

In order to understand the physiological-biochemical characteristics of water stress on differentPogostemoncablin(Blanco)Benth.cultivars, four different levels of water stress, mild water stress(T1, 60% FC), moderate water stress (T2, 50% FC), severe water stress(T3, 30% FC) and the control(CK,80% FC), were applied to study the effects of water stress on thePogostemoncablin(Blanco)Benth.cultivars by pot culture and from different region. The results showed that with the increase of water stress, the relative water content of leaves decreased, proline, soluble protein, malondialdehyde decreased first and then increased; the activities of superoxide dismutase and catalase content showed a rising trend. Four different habitatsPogostemoncablinshowed certain ability of drought resistance, by contrast,Pogostemoncablinfrom Hainan and Zhanjiang had stronger drought resistance ability.

廣東省科技計劃項目(2011B020301007)。

黃艷萍(1976- )，男，廣東南雄人，高級實驗師，碩士，從事中草藥與植物化學研究。

2015-04-28

S 567

A

0517-6611(2015)17-079-03