周曉俊

【摘 要】研究在聚乙二醇6000（PEG6000）室內(nèi)模擬干旱條件下，比較不同濃度PEG滲透脅迫對鳥巢蕨的葉片相對含水量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性、丙二醛含量以及游離脯氨酸量5個生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：其葉片相對含水量與脅迫程度呈負(fù)相關(guān)；丙二醛含量、游離脯氨酸量與脅迫程度呈正相關(guān)；可溶性糖隨著脅迫的時間延長而累積；過氧化物酶活性呈先升高后降低的變化趨勢。復(fù)水后，各種生理指標(biāo)有不同程度的恢復(fù)。綜合分析認(rèn)為，鳥巢蕨抗旱能力較差。該研究可為鳥巢蕨的水分管理提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】鳥巢蕨；PEG脅迫；室內(nèi)模擬；生理指標(biāo)

前言

鳥巢蕨[Neottopteris nidus（L.）J.Sm.]，又名巢蕨、山蘇花、王冠花，為鐵角蕨科鳥巢蕨屬多年生陰生草本植物。鳥巢蕨可作為觀賞植物栽培，尤其是近年來用作切葉發(fā)展迅速，栽培面積不斷擴大。

聚乙二醇-6000（PEG6000）模擬干旱脅迫環(huán)境的研究越來越廣泛，因本身不易自由通過植物組織細(xì)胞壁，不易滲入活細(xì)胞內(nèi)，不會給種子內(nèi)增加營養(yǎng)物質(zhì)，無毒，但能使活細(xì)胞緩慢吸水等優(yōu)點，而常被作為干旱脅迫的滲透脅迫劑。本研究通過PEG6000室內(nèi)模擬干旱——復(fù)水方法，對鳥巢蕨進(jìn)行干旱處理，研究干旱脅迫對其葉片相對含水量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性、丙二醛含量、游離脯氨酸量等相關(guān)生理指標(biāo)的影響。探究鳥巢蕨適應(yīng)生長的水分環(huán)境，探求水分環(huán)境對鳥巢蕨生理指標(biāo)的影響規(guī)律。以對鳥巢蕨的引種栽培、開發(fā)利用和科學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)與參數(shù)。

1.材料與方法

1.1材料 長勢一致的12株鳥巢蕨植株，購買于云南省紅河州紅河縣商貿(mào)城。

1.2方法

1.2.1試驗設(shè)計 將植株按照葉面積均勻分成4組，每組3株。將根系用清水小心洗凈，移入水中進(jìn)行無土栽培。適應(yīng)7～10d后，將其移入不同濃度的PEG6000溶液中對植株進(jìn)行模擬干旱脅迫處理。設(shè)3個PEG濃度為處理梯度：10%、20%、30%，以蒸餾水為對照。處理開始后，分別于0、4、8、12、16、20、24、28h取非當(dāng)年生的成熟葉片進(jìn)行生理指標(biāo)測定，3次重復(fù)。脅迫28小時后復(fù)水，并于復(fù)水72h后來采樣測定復(fù)水情況。

1.2.2生理指標(biāo)的測定

葉片相對含水量（RWC）采用烘干法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測定；游離脯氨酸量采用磺基水楊酸法測定。

1.2.3統(tǒng)計分析 采用Excel和SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.結(jié)果與分析

2.1PEG滲透脅迫對鳥巢蕨葉片相對含水量的影響

由圖1可知，不同PEG濃度處理下，鳥巢蕨葉片含水量均隨著處理時間的延長而降低，下降幅度隨脅迫濃度的提高而變大。葉片相對含水量與脅迫程度呈負(fù)相關(guān)（r =0.706）。復(fù)水后各濃度處理下的葉片含水量未恢復(fù)，植株表現(xiàn)為失水萎蔫。

2.2PEG滲透脅迫對鳥巢蕨可溶性糖含量的影響

由圖2可知，在PEG脅迫下，鳥巢蕨可溶性糖的含量總體呈現(xiàn)先升后降的趨勢，但每個處理水平下達(dá)到峰值的時間不同。復(fù)水后，各濃度下的糖含量均有一定的恢復(fù)。

2.3PEG滲透脅迫對鳥巢蕨過氧化物酶活性的影響

由圖3可知，隨著PEG濃度的升高和脅迫時間的延長， 過氧化物酶活性呈先升高后降低的變化趨勢。復(fù)水后，過氧化物酶活性恢復(fù)至與對照組相近水平。

2.4PEG滲透脅迫對鳥巢蕨丙二醛含量的影響

由圖4可知，不同PEG濃度處理下，鳥巢蕨丙二醛含量均隨著處理時間的延長而上升，上升幅度隨脅迫濃度的提高而變大。丙二醛含量與脅迫程度呈正相關(guān)（r =0.740）。復(fù)水后各濃度處理下的丙二醛含量未恢復(fù)。

2.5PEG滲透脅迫對鳥巢蕨游離脯氨酸含量的影響

由圖5可知，不同PEG濃度處理下，鳥巢蕨葉內(nèi)游離脯氨酸含量均隨著處理時間的延長而上升，上升幅度隨脅迫濃度的提高而變大。游離脯氨酸含量與脅迫程度呈正相關(guān)（r =0.993）。復(fù)水后各濃度處理下的游離脯氨酸含量恢復(fù)到對照水平。

3.結(jié)論與討論

（1）葉片相對含水量的大小可以反映植物的滲透調(diào)節(jié)能力，是水分缺失條件下植物是否維持正常生長的重要指標(biāo)。試驗結(jié)果表明，隨著PEG濃度的增加和脅迫時間的延長，鳥巢蕨的葉片相對含水量與脅迫程度呈負(fù)相關(guān)，復(fù)水后各濃度處理下的葉片含水量不能夠恢復(fù)，植株出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，說明鳥巢蕨葉片保水能力差。

（2）可溶性糖是植物葉片細(xì)胞內(nèi)的一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可溶性糖的主動積累，可以參與降低植物體內(nèi)滲透勢，以利于植物在干旱逆境下維持植物體正常生長所需的水分， 以提高抗逆性。試驗結(jié)果表明，鳥巢蕨葉片中可溶性糖對滲透脅迫反應(yīng)敏感，脅迫程度越高，可溶性糖積累越迅速，而其含量的很快下降說明了鳥巢蕨的抗逆性差。

（3）過氧化物酶能有效清除自由基，降低膜脂過氧化水平，從而減輕膜傷害程度，保證細(xì)胞正常的生理功能，維持其對干旱脅迫的抗性。試驗結(jié)果表明，隨著PEG濃度的升高和脅迫時間的延長，過氧化物酶活性呈先升高后降低的變化趨勢。原因可能是隨著脅迫程度的上升，膜傷害程度加深，過氧化物酶不能夠在發(fā)揮作用。復(fù)水后，過氧化物酶活性降低至與對照組相近水平。說明了鳥巢蕨耐旱性差。

（4）丙二醛是植物細(xì)胞膜脂過氧化物之一，能與細(xì)胞內(nèi)各種成分發(fā)生反應(yīng)，從而引起各種酶和膜的損傷。丙二醛大量增加時，表明體內(nèi)細(xì)胞受到較嚴(yán)重的破壞，因此，丙二醛的含量是衡量膜透性的一個重要指標(biāo)。試驗結(jié)果表明，鳥巢蕨丙二醛含量與脅迫程度呈正相關(guān)。復(fù)水后各濃度處理下的丙二醛含量不能夠恢復(fù)。說明鳥巢蕨抗旱能力較差。

（5）植物遭受逆境后會積累脯氨酸，作為胞質(zhì)滲透調(diào)節(jié)劑，脯氨酸積累的多少與植物抗逆性有關(guān)，可作為抗逆性篩選的重要指標(biāo)。實驗結(jié)果表明，游離脯氨酸量與脅迫程度呈正相關(guān)。這和徐新雨研究報道一致，即不耐旱的植物在脅迫中表現(xiàn)出高的脯氨酸含量。復(fù)水后各濃度處理下的游離脯氨酸含量恢復(fù)到對照水平。

（6）綜合比較5個指標(biāo)以及復(fù)水后的恢復(fù)情況，認(rèn)為鳥巢蕨對10～30%濃度的PEG脅迫都不具有適應(yīng)能力，是抗旱性極差的植物，在栽培管理過程中要注意保持其充足的水分，進(jìn)行嚴(yán)格的水分管理。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃益江，彭東輝.觀賞蕨類的栽培及應(yīng)用的研究[J].中國林副特產(chǎn)，1998（3）：20-21

[2]岳樺，孫笑從.PEG滲透脅迫對對開蕨生理特性的影響[J].北方園藝.2011（01）：91-94

[3]龔子端，李高陽.PEG干旱脅迫對植物的影響[J].河南林業(yè)科技，2006，26（3）：11-12

[4]張立軍，樊金娟，阮燕曄，等.聚乙二醇在植物滲透脅迫生理研究中的應(yīng)用[J].植物生理學(xué)通訊，2004，40（3）：5-6

[5]許桂芳.PEG脅迫對2種過路黃抗性生理生化指標(biāo)的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2008，17（1）：66—70

[6]楊海艷，李雪玲，王波，等.干旱脅迫對植物生理指標(biāo)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（11）：6316-6317

[7]榮秀蓮，王波，劉刊，等.PEG-6000模擬干旱脅迫對冷季型草坪種子萌發(fā)特性影響[J].北方園藝，2010（8）：80-82

[8]徐新雨.作物的抗旱能力和體內(nèi)的游離脯氨酸含量的關(guān)系[J].國外農(nóng)業(yè)科技，1983，（9）：19-23