熊 雪，劉濟明，文愛華，柳嘉佳，鄧明明，李 佳

(貴州大學 林學院， 貴州 貴陽 550025)

米槁(CinnamomummigaoH.W.Li)是一種貴州地道苗藥，其藥用價值、工業(yè)價值頗高，近年來廣受民眾喜愛.但米槁還未有成型人工林系統(tǒng)，目前主要的資源獲取途徑仍為野外采集，加之米槁結實有大、小年之分，產量十分不穩(wěn)定，市場上對米槁的需求常年處于緊繃狀態(tài).米槁主要分布于我國西南地區(qū)，該區(qū)域干旱面積廣、分布不均勻，植物種類區(qū)化大[13]，所以，研究干旱脅迫對米槁幼苗生長及生理生化的影響具有重要的現實意義.關于米槁的研究起步較晚，且主要集中在成分、地理區(qū)劃、栽培技術與病蟲害防治等方面，近兩年才涉及其生存環(huán)境及生理生化方面.筆者采用不同水分控制處理米槁幼苗，對其葉片相對含水量、滲透物質積累量、質膜透性及保護酶活性進行相關性實驗，初步探索米槁幼苗生長的最適水分條件，以期為米槁培育過程中的環(huán)境選擇提供一定的參考.

1 材料與方法

1.1 供試材料

筆者于2015年3月從貴州省羅甸縣逢亭鎮(zhèn)逢亭村米槁育苗基地采集一批長勢一致的米槁幼苗(120 d).苗木移栽前，于貴州大學南校區(qū)苗圃，先用烘干法測定供試土壤的田間持水量以及土壤含水量，結果分別為29.8%和12.30%.移栽幼苗時控制花盆中土壤重量(10.00 kg)，每盆2株.于2015年6月1日，選取長勢良好、較為一致的米槁盆栽幼苗移入隔絕降水的透明大棚，作為實驗材料.

1.2 實驗設計

根據預實驗，在自然光照下設計3個土壤水分梯度：對照水分(CK)，土壤相對含水量(80 ± 5)%；中度干旱(MD)，土壤相對含水量(60 ± 5)%；重度干旱(SD)，土壤相對含水量(35 ± 5)%.每個處理6盆，每盆2株，共處理120 d，每隔20 d測量1次數據，每2次作為1個時期，共前、中、后3個時期，期間不施肥并隨時拔除雜草.

1.3 測定指標和測量方法

在實驗的每個時期，各處理分別選取3～5片成熟葉片，立即帶回實驗室參照鄒琦[14]所用方法測定葉片相對含水量(relative water conten,簡稱RWC).可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定[14]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[14]，游離脯氨酸(FAA)含量采用酸性茚三酮顯色法測定[15].電導率采用電導法，用DDS-11A型電導率儀進行測定[15].丙二醛(MDA)含量采用TBA顯色法進行測定[16].超氧化物歧化酶(SOD)活性用NBT光還原法測定[14]；過氧化氫酶(CAT)活性采用H2O2還原法測定[14]；過氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng)木酚氧化法測定[15].

1.4 數據分析

采用SPSS 19.0及Excel 2007軟件對所得數據進行處理與分析.

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對米槁幼苗葉片相對含水量的影響

干旱脅迫對米槁幼苗葉片RWC的影響結果列于表1.

表1 干旱脅迫對米槁幼苗葉片RWC的影響

注:同一列不同字母間表示差異顯著(p<0.05).

表1顯示，自然光照下，隨著土壤含水量的降低，米槁葉片相對含水量(RWC)呈現下降趨勢，并差異顯著，說明米槁幼苗對干旱脅迫的反應較為敏感.但同一水分處理持續(xù)過程中米槁葉片RWC先降低后升高，但差異不明顯，最小值均出現在中期.這可能是該時期下光照較強，溫度較高，植物蒸騰作用耗水量較大所致.但總體上米槁幼苗RWC均大于80%，植物體并未受到較大傷害，說明米槁對干旱脅迫抵抗力較強.

2.2 干旱脅迫對米槁幼苗葉片滲透物質積累量的影響

干旱脅迫對米槁幼苗葉片滲透物質積累量的影響結果如圖1所示.

圖中數據為平均值±標準誤(n=3).圖1 干旱脅迫對米槁幼苗葉片滲透物質積累量的影響

由圖1可知，隨著干旱脅迫的加劇及干旱時間的延長，米槁幼苗可溶性糖含量均逐漸增高.實驗前期，各處理間可溶性糖含量差異不明顯，但隨著脅迫時間的推移，差異逐漸變大，最大值出現在SD處理下的后期，且比MD、CK處理下同時期的可溶性糖含量分別高出22.02%和54.77%，而該時期MD處理下可溶性糖含量比CK處理下的高出26.84%，此時期各處理組互相之間表現出顯著差異性.而米槁幼苗可溶性蛋白與可溶性糖含量表現趨勢略有不同，雖整體也呈現上升趨勢，但在實驗中期，CK處理下可溶性蛋白達到最大值，隨后便呈現下降趨勢，與MD、SD兩處理下隨著脅迫時間的延長其逐漸升高的趨勢不一致，且以SD處理下米槁幼苗可溶性蛋白含量增加最快，較實驗前期差異最明顯，并分別與CK、MD處理下同時期的可溶性蛋白含量差異顯著.此外，米槁幼苗游離脯氨酸(FAA)含量變化同可溶性糖含量變化趨勢基本一致，皆隨著干旱脅迫的加劇及干旱時間的延長逐漸增加，且MD處理下增長最快，含量逐漸累積，為CK處理下積累量的0.5倍以上，但各處理間差異不明顯.CK、MD、SD處理下同時期的FAA含量彼此間具有一定差異.綜上所述，干旱脅迫導致米槁幼苗相關可溶性糖、可溶性蛋白、FAA含量不斷積累，且在各時期下均表現為：含量SD> 含量MD> 含量CK，說明干旱越劇烈，這3類滲透物質積累量越大，干旱持續(xù)時間越長，相應積累量越大.且在CK處理下的各滲透物質，積累速度皆為最慢，尤其可溶性蛋白出現先上升后下降趨勢，說明CK處理下水分較為充足，米槁幼苗所受干旱影響較小.

2.3 干旱脅迫對米槁幼苗葉片細胞膜穩(wěn)定性的影響

干旱脅迫對米槁葉片細胞膜穩(wěn)定性的影響如圖2所示.

圖中數據為平均值±標準誤(n=3).圖2 干旱脅迫對米槁葉片細胞膜穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，米槁幼苗葉片電導率及MDA含量均隨著土壤含水量的降低及處理時間的延長而升高.實驗過程中，MD處理下電導率、MDA含量均略大于CK處理，較小于SD處理，且各時期各處理間差異不明顯.但仍可看出，重度干旱SD處理電導率及MDA含量數值遠高于MD處理下，這表明干旱脅迫越嚴重，細胞膜所受影響越大，但總體而言干旱對米槁幼苗葉片細胞膜透性的影響較小，并未對其造成嚴重傷害，同時也表明米槁幼苗對土壤含水量的適應范圍較廣.

2.4 干旱脅迫對米槁幼苗葉片抗氧化酶活性影響

干旱脅迫對米槁幼苗葉片抗氧化酶活性的影響如圖3所示.

圖中數據為平均值±標準誤(n=3).圖3 干旱脅迫對米槁幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

2.5 干旱脅迫下各生理生化指標的相關性分析

干旱脅迫下米槁幼苗葉片RWC與MDA含量及POD、CAT活力變化列于表2.

表2 干旱脅迫下米槁各生理生化指標相關性分析

注:*表示在p=0.05 水平下相關性達到顯著；**表示在p=0.01 水平下相關性達到顯著.

由表2可知，米槁幼苗葉片RWC與MDA含量及POD、CAT活力體現出極顯著負相關，與可溶性糖、可溶性蛋白、FAA含量及SOD活力體現出負的顯著性相關，而與電導率則體現出負相關性，但不顯著.電導率同SOD活力具有正的顯著性差異，而與MDA、滲透物質含量及POD、CAT兩種保護酶活性正相關，但不顯著.可溶性糖與MDA含量、CAT活性呈正的極顯著相關，卻與可溶性蛋白、FAA含量及SOD、POD活性呈不顯著正相關.可溶性蛋白與CAT活性顯著正相關，而與MDA、FAA含量及SOD、POD活性呈不顯著相關.丙二醛(MDA)含量同FAA含量、SOD、POD活性具有顯著正相關性，同CAT極顯著正相關.FAA含量與POD活力極顯著正相關，同SOD、CAT活性顯著正相關.3種保護酶中，POD活力分別同SOD、CAT活力呈現正的顯著性相關，SOD活力同CAT活力間具有正相關性，但不顯著.

綜上分析，干旱脅迫越劇烈，米槁幼苗葉片RWC越小，電導率、MDA、滲透物質含量及保護酶活性越大，機體抵抗干旱反應越強，且電導率變化較小，同各指標間的聯系較差.

3 討 論

經過120 d的水分控制處理，米槁為抵抗干旱脅迫而使體內的生理機制發(fā)生了相應變化.隨著干旱脅迫時間的延長，葉片相對含水量呈先大幅下降后小幅回升趨勢；隨著干旱脅迫的加劇，米槁幼苗葉片相對含水量逐漸減小，造成葉片水勢的改變，迫使植物從土壤中吸取更多的水分，以緩解水分不足對植株帶來的負面影響[17].植物細胞遭受環(huán)境脅迫時，RWC變化范圍可以從100%到50%或更低[18].而研究發(fā)現米槁幼苗RWC均在80%以上，說明干旱脅迫對米槁RWC影響不大，也說明米槁對土壤水分條件的適應范圍較廣.

干旱的加劇和持久引起膜透性的增加，從而引起米槁幼苗電導率升高.米槁的MDA含量也隨水分的減少而逐漸升高，說明干旱條件下細胞膜已受到活性氧攻擊，細胞膜脂質過氧化作用增強，但米槁葉片細胞膜仍在正常工作，說明其并未受到實質性傷害.與此同時，米槁體內的滲透調節(jié)物質和抗氧化保護酶系統(tǒng)會發(fā)生協(xié)同作用保持細胞膜進行正常代謝活動.實驗期間，米槁葉片滲透物質隨干旱脅迫的加劇逐漸升高，說明米槁通過提高自身的滲透勢來維持細胞穩(wěn)定性.這一發(fā)現與程小毛和羅翠芹[8]對米槁同屬植物香樟的水分脅迫研究所得的滲透物質變化表現出相同的趨勢，表明在受到干旱脅迫時，脅迫越嚴重，滲透物質積累量就越高，植物可用其抵抗干旱.安玉艷等[4]研究證明，抗氧化酶升高可以清除體內的超氧自由基，降低體內活性氧積累，有利于減輕質膜的損傷.筆者的實驗中，米槁幼苗葉片抗氧化酶隨著干旱脅迫的加劇和脅迫的持續(xù)，整體呈現上升趨勢，也說明在干旱脅迫影響下米槁幼苗通過清除體內積累的活性氧減輕了細胞質膜所受的傷害，從而產生抵抗機制.總體而言，米槁幼苗表現出較強抗旱性，對水分條件的適應范圍較廣.

參考文獻：

[1] GHADERI N, SIOSEMARDEH A. Response to drought stress of two strawberry cultivate (cv. Kurdistan and Selva) [J]. Horticulture Environment and Biotechnology, 2011, 52 (1): 6-12.

[2] GINDABA J, ROZANOV A, NEGASH L. Response of seedlings of twoEucalyptusand three deciduous tree species from Ethiopia to severe water stress[J]. Forest Ecology and Management, 2004, 201 (1): 119-129.

[3] 蔣理, 丁彥芬, 孟國忠. 水分脅迫下5種地被植物的抗旱生理生化指標變化[J]. 江蘇林業(yè)科技, 2009, 36 (5): 6-10.

[4] 安玉艷, 梁宗鎖, 郝文芳. 杠柳幼苗對不同強度干旱脅迫的生長與生理響應[J]. 生態(tài)學報, 2011, 31 (3): 716-725.

[5] 桑子陽, 馬履一, 陳發(fā)菊. 干旱脅迫對紅花玉蘭幼苗生長和生理特性的影響[J]. 西北植物學報, 2011, 31 (1): 109-115.

[6] 黎燕瓊, 劉興良, 鄭紹偉, 等. 岷江上游干旱河谷四種灌木的抗旱生理動態(tài)變化[J]. 生態(tài)學報, 2007, 27 (3): 870-878.

[7] YAMASAKI H, UEFUJI H, SAKIHAMA Y. Bleaching of the red anthocyan in induced by superoxide radical[J]. Arch Biochem Biophys, 1996, 332 (1): 183-186.

[8] 程小毛, 羅翠芹. 不同土壤水分處理對香樟幼苗生理特性的影響[J]. 江蘇農業(yè)科學, 2013, 41 (9): 171-172.

[9] 多立安, 王晶晶, 趙樹蘭. 垃圾堆肥復合菌劑對干旱脅迫下草坪植物生理生態(tài)特性的影響[J]. 生態(tài)學報, 2011, 31 (16): 4717-4724.

[10] 孫天國, 沙偉, 劉巖. 復合重金屬脅迫對兩種蘚類植物生理特性的影響[J]. 生態(tài)學報, 2010, 30 (9): 2332-2339.

[11] 蕭浪濤, 王三根. 植物生理學[M]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2004: 334-335.

[12] JONESH G. Plants and micro-climate[M]. 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 1992: 163-214.

[13] 劉長成, 劉玉國, 郭柯. 四種不同生活型植物幼苗對喀斯特生境干旱的生理生態(tài)適應性[J]. 植物生態(tài)學報, 2011, 35 (10): 1070-1082.

[14] 鄒琦. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2000.

[15] 張立軍, 樊金娟. 植物生理學實驗教程[M]. 北京: 中國農業(yè)大學出版社, 2007.

[16] 張志良, 瞿偉菁. 植物生理學實驗指導[M]. 3版. 北京: 高等教育出版社, 2003: 75-125.

[17] 單長卷, 田雪亮. 冬小麥水分生理特性對水分脅迫的響應[J]. 吉林農業(yè)科學, 2007, 32 (6): 16-21.

[18] LAWLOR D W, CORNICG. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants[J]. Plant Cell Environ, 2002, 25: 275-294.