青藏高原区3种经济灌木的抗旱生理研究

宋维秀，王志涛，马正华，赵盼盼，王永军

（1.青海大学 农牧学院，青海 西宁 810016；2.青海省农林科学院林科所，青海 西宁 810003)

青藏高原区3种经济灌木的抗旱生理研究

宋维秀1，王志涛2，马正华1，赵盼盼1，王永军1

（1.青海大学 农牧学院，青海 西宁 810016；2.青海省农林科学院林科所，青海 西宁 810003)

以中国沙棘、金银花、宁杞1号3种经济灌木为试验材料，测定其叶绿素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量，比较分析其抗旱性。综合各抗旱指标，结果表明：3种经济灌木的抗旱性大小顺序为宁杞1号＞中国沙棘＞金银花。

宁杞1号；中国沙棘；金银花；抗旱性

青海省是全国四大农林牧区之一，灌木经济资源十分丰富，也对灌木的开发做过不少工作，但均未形成气候和规模，究其原因一定程度上与资源独大、转型不坚决、重视不够、扶持不够有很大关系。青海省可以因地制宜地发展乡土灌木经济树种，中国沙棘的开发就是一个成功案例，而对于引进树种宁杞1号和金银花等有经济价值、观赏价值的灌木以及把我省有价值的灌木尤其是珍稀灌木很好地利用方面还有很大的欠缺。因此，无论从生态保护的角度还是从产业转型的角度，发挥特色灌木资源优势，都有着积极的作用。

长期以来寒旱成为严重制约青藏高原地区经济灌木发展的障碍因素，通过引种驯化寻找高产优质经济树木种源迫在眉睫[1]。本研究以处于青藏高原的青海东部地区为研究区，选用适合本地区生长的3个经济灌木树种，采用花盆种植的方式，比较分析其抗旱性，探讨其对干旱的抗性强弱，为后续研究确立其抗旱评价指标体系、筛选出耐干旱的种源、提高其造林成活率、扩大成林面积提供技术支持和理论依据[2]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为3种经济灌木：中国沙棘、宁杞1号、金银花。种苗均来源于青海省马珂河种苗实验基地。

1.2 试验方法

选用大田土并过筛，用大小一致的塑料花盆装等量土育苗，种植后将花盆置于青海省马珂河种苗实验基地，露天培养。采用连续干旱法进行抗旱性鉴定[3]。至植株长出十片叶子之后进行干旱处理，对照组继续正常浇水，干旱组停止浇水，当供试植株50%以上叶片表现出萎焉枯黄时进行复水，并在复水后第3天调查各供试植株的恢复情况，并测定各干旱指标。每个品种每一处理均3次重复。干旱胁迫前一次性浇透水（花盆底部有水渗透出来为止）。采样时间为早上8:30～9:00，在每一品种的重复试验的3个花盆中选取均匀一致、外观大小形态相似的功能叶，取样后用湿纱布包裹带回实验室。从停水当日和以后每隔4 d同时取对照组和处理组叶片测定如下指标：叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量[4]，连续干旱胁迫20 d。

1.3 数据分析

试验数据均采用SPSS11.5、Excel统计分析软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫处理下叶绿素含量的变化

叶绿素含量的变化直接反映植物的光合作用。干旱条件下叶绿素受到一定程度的破坏，叶绿素含量明显降低[5]。

由表1可以看出，随着干旱胁迫天数的增加，3种植物体内叶绿素含量均呈下降趋势。由表2可以看出相同干旱胁迫条件下，3种树种体内叶绿素含量降低的百分率变化明显，说明相同干旱胁迫处理下，3种植物体内叶绿素含量积累程度差异显著。由表3方差分析表可以看出，金银花体内叶绿素含量降低的百分率最高，与其它树种差异达到极显著水平，说明金银花抗旱能力最弱；中国沙棘体内叶绿素含量增长的百分率次之，与宁杞1号和金银花差异达到极显著水平，说明中国沙棘抗旱性次之，宁杞1号抗旱性能最强。

2.2 干旱胁迫处理下丙二醛(MDA)含量的变化

植物在逆境条件下往往发生膜脂过氧化作用，其主要产物丙二醛(MDA)会严重损伤生物膜。因此，通常用它作为膜脂过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化的程度和植物对逆境条件反应的强弱。干旱条件下，发生了膜脂过氧化作用，导致MDA含量明显增加[6]。

表1 干旱胁迫处理下叶绿素含量的变化Table 1Changes of chlorophyll content with drought stress treatments μg/g

表2 相同干旱胁迫处理下不同树种叶绿素含量减少的百分率的变化†Table 2Chlorophyll content decreasing changes of different tree species with same drought stress

表3 干旱胁迫处理下不同树种间方差分析Table 3Variance analysis of different tree species with drought stress treatments

由表4可以看出，随着干旱胁迫天数的增加，3种树种体内MDA含量均呈上升趋势。由表5可以看出，相同干旱胁迫处理下不同树种MDA含量增长的百分率变化均有显著性差异。由表6方差分析可以看出，金银花体内MDA含量增长的百分率最高，与其它树种差异显著且达到极显著水平，说明金银花的抗旱性能最差；中国沙棘体内MDA含量增长的百分率次之，与金银花差异显著达到极显著水平；宁杞1号体内MDA含量增长的百分率最低，与其它2个树种差异显著，说明宁杞1号抗旱性能最强。

表4 干旱胁迫处理下丙二醛含量的变化Table 4 MDA content changes with drought stress treatments μg/g

表5 相同干旱胁迫处理下不同树种间丙二醛含量增长的百分率的变化Table 5 MDA content ascending percentage changes of different tree species with same drought stress

表6 干旱胁迫处理下不同树种间方差分析Table 6 Variance analysis of different tree species under drought stress treatments

2.3 干旱胁迫处理下可溶性糖含量的变化

可溶性糖含量在植物渗透调节中起着重要的作用，可溶性糖含量的积累可调节组织的渗透势，可以增加细胞液的浓度，降低冰点，对原生质具有保护作用，提高植物抗性[7]。

由表7可以看出，随着干旱胁迫天数的增加，3种植物体内可溶性糖含量均呈上升趋势。由表8可以看出相同抗旱天数处理同一树种可溶性糖含量上升的百分率变化均表现出差异显著，说明3种植物对干旱的生理响应不同，抗旱能力差异明显。进一步进行方差分析（见表9）得出，宁杞1号体内可溶性糖含量上升的百分率最高，与其它2个树种差异达到极显著水平，说明宁杞1号的抗旱性能最强；剩余2个树种之间无显著差异，说明这2个树种抗旱性相近。

表7 不同抗旱天数下可溶性糖含量的变化Table 7 Variations of soluble sugar contents with different drought resistance days %

表9 不同抗旱天数下不同树种可溶性糖含量增加的百分率的变化方差分析Table 9 Variance analysis of soluble sugar content change of different tree species with different drought resistance days

2.4 干旱胁迫处理下脯氨酸含量的变化

脯氨酸在植物渗透调节中起着重要的作用，脯氨酸的积累可调节组织的渗透势，可以增加细胞液的浓度，降低冰点，对原生质具有保护作用，对提高抗性具有积极意义。干旱条件下脯氨酸会迅速积累，可以提高植物抗性[8]。

由表10可以看出，随着干旱胁迫天数的增加，3种树种体内脯氨酸含量均呈上升趋势。由表11可以看出，相同干旱胁迫处理条件下3种树种体内脯氨酸含量上升的百分率变化明显，说明干旱胁迫条件下，脯氨酸含量在植物体内有不同程度的积累。从表12方差分析可以看出，宁杞1号体内脯氨酸含量上升的百分率最多，与其它2个树种差异显著且达到极显著水平，说明宁杞1号抗旱能力最强；中国沙棘体内脯氨酸含量增长的百分率次之，与金银花显著差异但未达到极显著水平，说明金银花与中国沙棘抗旱性能相近。综合分析，以脯氨酸含量作为衡量指标，这3个树种的抗旱能力大小顺序为：宁杞1号＞中国沙棘＞金银花。

表11 不同抗旱天数下同一树种脯氨酸含量增加的百分率的变化Table 11Proline content increasing changes of same tree species with different drought resistance days

表12 相同抗旱天数下不同树种脯氨酸含量增加的百分率的变化方差分析Table 12Variance analysis of proline content increasing percentage of different tree species with same drought resistance days

3 结 论

不同生理指标反映出树种抗旱性能不同，综合这4种抗旱生理指标，得出这3个树种抗旱能力大小为：宁杞1号＞中国沙棘＞金银花。

抗旱性是一个受多种因素影响的复杂数量性状，一个品种不是在所有的性状指标上都表现突出，孤立地用一项指标评定植物的抗旱性强弱有一定的局限性[9]，很难真实地反映植物抗旱本质，因此在评定植物抗旱性时应采用多个指标进行综合评定，并与田间实际情况相结合，才能得出准确可靠的结果[10]。

抗旱鉴定是抗旱育种的关键环节，其中田间直接鉴定法简单易行，又有产量的直观结果，是最常用的方法，但此法受年际间环境条件变化的严重影响，重复性不好，受气候的影响很大，如果仅仅局限于在大田里实验，对于树种生长发育前期、中后期在抗旱性指标鉴定一致性上存在误差。盆栽鉴定工作量大，只能对小批量材料进行研究。而相比之下，在人工条件下模拟干旱对树种的一些形态和生理指标进行抗旱性早期鉴定则具有重要的实际应用价值。

[1] 陈雅君，冯淑华，陈桂芬.植物抗旱性鉴定指标的研究现状与进展[J].中国林副特产，2005，（6）：61-63.

[2] 吴丽君，李志辉，邹 峰,等.水分胁迫对珍贵树种赤皮青冈幼苗生理特性的影响[J].中南林业科技大学学报，2012,32（7）：10-13.

[3] 胡荣海，昌小平.反复干旱法的生理基础及其应用[J]. 华北农学报,1996,(3):51-56.

[4] 杨建平.水分胁迫下不同小麦品种抗性反应与产量表现的相关关系[J].河南农业大学学报,1994(3)：230-234.

[5] 刘学义.大豆植物抗旱性评定方法的研究[J]. 中国油料,1986,(4):47-51.

[6] 施积炎，丁贵杰．水分胁迫对不同种源马尾松种子发芽的影响[J]．山地农业生物学报，2000，19(5)：332-337.

[7] 李德全,邹 琦,程炳嵩.植物渗透调节研究进展[J].山东农业大学学报,1991，22(1):86-90.

[8] 曹仪植，吕忠恕. 水分胁迫下植物体内游离脯氨酸的累积及ABA在其中的作用[J].植物生理与分子生物学学报, 1985,(1): 9-16.

[9] 黄 华.干旱胁迫条件下油松幼苗生长及抗旱性的研究[J].西北林学院学报，2004,19(2):1-4.

[10] XU Bing cheng, SHAN Lun, HUANG Zhan-bin .Review on the Adaptability and Response of Turfgrass to Drought Stress[J].Chinese Journal of Grassland，2001,2：55-59.

Study on physiological indexes of drought resistance of three economic shrubs in Qinghai-Tibet plateau area

SONG Wei-xiu1, WANG Zhi-tao2, MA Zheng-hua1, ZHAO Pan-pan1, WANG Yong-jun1
(1.College of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, Qinghai, China; 2.Qinghai Academy of Agricultural and Forestry Institute, Xining 810003, Qinghai, China)

Based on Chinese seabuckthorn, honeysuckle, Ningqi No.1three economic shrubs as experimental materials, the main drought resistance physiological indexes were studied such as the contents of chlorophyll, soluble sugar, MDA, free proline. The results show that the drought resistance indexes of three economic shrubs ordered by magnitude: Ningqi No.1＞ China seabuckthorn ＞ honeysuckle.

Ningqi 1; China seabuckthorn; honeysuckle; drought resistanc

S722.3+6

A

1673-923X(2012)09-0028-04

2012-04-10

青海省科学技术厅科技支撑项目“大南山生态型经济林建植技术示范”（项目编号：2009-N-110）

宋维秀（1973-），女，青海湟源人，副教授，硕士，主要从事森林培育、种苗理论与技术方面的研究

[本文编校：谢荣秀]