紫珠耐热抗旱性初步研究

童 俊，周 媛，郭彩霞，陈法志，许 林，董艳芳，徐冬云

(武汉市林业果树科学研究所，湖北省园林植物工程技术中心，湖北 武汉 430075)

紫珠(CallicarpabodinieriLèvl.)又名白棠子，为马鞭草科紫珠属落叶灌木，是湖北省重要的野生植物资源，兼具药用及观赏价值，开发应用前景广阔。紫珠原产我国黄河、长江及珠江流域中下游各省(区)，日本及越南也有野生分布。常见于海拔500 m以下低山的溪边山坡灌丛中[1-2]。紫珠通常株高1.2～2.0 m左右，聚伞花序腋生，花朵呈粉红、淡紫等色，6月至7月开花，7月底8月初开始结果，果实球形。9月至10月成熟后呈紫色，有光泽，经久不落[3-4]。

武汉市林业果树科学研究所在紫珠引种驯化、栽培繁殖及品种选育方面开展了大量研究，针对武汉地区夏季高温干旱的气候条件，我们对紫珠的耐热抗旱性进行了初步研究，为今后紫珠的园林推广应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为武汉市林业果树科研所从野生植物中驯化栽培成功的两年生紫珠盆栽苗，花盆口径25 cm, 高20 cm，所用基质为普通园土。

1.2 方法

在人工控制高温干旱环境下，对紫珠进行外观形态观测和相关生理生化指标检测。采样时间为早上8:00-9:00，采样部位为中部成熟叶片，相关生理指标的测定均参照李合生方法[5]，主要包括丙二醛(MDA)含量(巴比妥酸显色法)、超氧物歧化酶(SOD)活力(氮蓝四唑法)、过氧化物酶(POD)活性(愈创木酚法)、可溶性蛋白(考马斯亮蓝G-250染色法)、叶绿素含量(乙醇提取法)、脯氨酸含量(茚三酮法)、可溶性糖含量(苯酚法)等，所有试验均重复3 次。

1.2.1 耐热性试验

每天10:00-17:00 置于光照培养箱内进行高温锻炼，设定温度为45 ℃，光照14 h/10 h(明/暗)，每天浇水。每3天测1次植株在高温胁迫下的相关生理指标，同时观察记录植株在高温条件下的外部形态表现，连续测定4 次，至其外部形态明显受害失去观赏价值为止。

1.2.2 抗旱性试验

于室内进行抗旱锻炼，在试验前3 天对所有植株进行连续浇水处理，使每盆基质处于饱和含水状态，以浇透水后1 天作为干旱胁迫基点，观测期间不进行浇水处理。每3天采集1 次植物叶片测定1次其在水分胁迫条件下的相关生理指标，同时观察记录植株在干旱条件下的外部形态表现，连续测定4 次，至其外部形态明显受害失去观赏价值为止。

2 结果与分析

2.1 耐热性生理指标测定结果

从表1可知：在高温胁迫下，植物组织内的各物质含量和酶活性都发生了一定的变化。其中MDA含量随着处理时间的延长呈现下降趋势，到第9 天略有升高；SOD活性、可溶性蛋白质含量先上升，在第3 天时达到最高，后逐渐降低；叶绿素含量均随着处理时间的延长呈现下降趋势；而脯氨酸含量先急剧增加然后降低后又增加。

表1 紫珠耐热性实验结果

2.2 抗旱性生理指标测定结果

从表2可知：在干旱胁迫下，紫珠组织内的各相关生理指标也发生了改变。其中MDA含量、SOD活性随着处理时间的延长呈现先上升后下降的趋势，叶绿素含量先降低后增加然后又有所降低，可溶性糖含量均先增加后下降最后又略有增加，脯氨酸含量先急剧增加然后急剧降低后又迅速增加。

表2 紫珠抗旱性实验结果

2.3 紫珠高温和干旱逆境胁迫下的外部形态表现

从紫珠受高温和干旱逆境胁迫的外部形态表现来看，两种胁迫表现的症状有所不同，高温条件下叶片边缘出现焦枯，而干旱时叶片萎蔫失水，且随着逆境时间的增加症状越明显，到后期脱落严重(如图1,2所示)。试验表明：紫珠有一定的耐高温干旱能力，能忍受45 ℃高温连续9 天和持续9 天的干旱。

图1 紫珠受高温逆境胁迫的外部形态表现

图2 紫珠受干旱逆境胁迫的外部形态表现

3 总结与讨论

从耐热抗旱性试验结果来看，在高温和干旱胁迫下，紫珠组织内的各相关生理指标均发生了改变，且两种胁迫下同一生理指标的变化趋势表现较为一致。植物在逆境条件下，往往发生膜脂过氧化作用，MDA是其产物之一，通常利用它作为脂质过氧化指标，表示细胞膜脂过氧化程度。MDA积累较少，细胞受伤害较小[6]。本试验中，高温胁迫下的MDA积累较干旱胁迫少，表明高温对植物细胞的伤害较干旱胁迫小。在活性氧清除系统中，SOD是起重要作用的抗氧化酶，能够有效地清除超氧阴离子自由基，减轻膜脂过氧化导致的膜伤害，活性与抗氧化能力呈正相关[7]。本研究结果显示：SOD活性总的趋势是先上升后下降，表明紫珠通过酶活性增加，提高适应胁迫的能力，但是当胁迫其忍耐范围保护酶活性开始下降， SOD活性高峰均出现在3 天左右，但高温胁迫第6 天的SOD活性仍处于较高水平，而干旱胁迫第6 天的SOD活性已经降到很低，这与这与MDA检测结果一致，也说明紫珠耐热性较抗旱性更强。在逆境条件下，植物体内脯氨酸的含量会显著增加，本试验中，紫珠胁迫初期脯氨酸含量即迅速增加，之后有所回落，到第9 天又迅速增加并维持一个较高水平，说明紫珠具有一定的耐热抗旱性。逆境条件一般抑制蛋白质的合成并诱导蛋白质的降解，从而最终使植株体内的总蛋白质含量降低。本研究紫珠的可溶性蛋白含量呈先升后降趋势，与前人研究结果一致[8]。叶绿素含量均随着处理时间的延长呈现下降趋势，干旱条件下叶绿素含量后又有所波动，可能与细胞失水后单位浓度增加有关。

总的来说，紫珠具有一定的耐热抗旱性，且耐热性较抗旱性更强，可忍受45 ℃持续高温达9 天，高温解除后给予适宜条件受害状况可得到一定缓解。持续干旱第3天植株即表现出萎蔫，5～6天后叶片失水严重，干枯脱落。因此，在武汉夏季高温期间，水分管理十分重要。紫珠适应性强，可以在园林工程绿化、盆栽盆景、切花应用等领域增加和丰富植物品种类型，促进野生植物的开发利用，改善城市绿化植物种类单一的应用现状。

参考文献：

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：第65卷第1分册[M].北京：科学出版社，1982:25.

[2] 李承水,王贵霞,张海燕,等.小紫珠生物学特性及育苗技术[J].河北林业科技，2006(12)：67.

[3] 童俊,陈法志,周媛,等.不同果色紫珠品系初探[J].湖北农业科学，2009,48(12)：3084-3085.

[4] 陈法志,童俊,许林,等.野生观果植物白棠子的驯化繁育研究[J].北方园艺，2010(21)：64-67.

[5] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000:105-263.

[6] 田学军.高温与植物耐热性关系的研究[J].安徽农业科学,2008，36(1)：133-134

[7] 郭慧,吕长平,郑智,等.园林植物抗旱性研究进展[J].安徽农学通报,2009,15(7):53-55.

[8] 黄承玲,陈训,高贵龙.3种高山杜鹃对持续干旱的生理响应及抗旱性评价[J].林业科学,2011,47(6):48-55.