干旱胁迫对葡萄生化指标的影响及抗旱性分析

王 勇，郭平峰，李玉玲，伍国红，骆强伟，孙 锋

（新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200）

我国土地面积多半位于干旱、半干旱地区，而该地区葡萄的种植面积较大，目前主要通过发展节水灌溉扩大灌水区域、合理施肥增强植株抗旱能力等措施来解决干旱问题，但这些措施只能使己有的葡萄栽培品种最大限度表现出其应有品质，如果品种本身抗旱性较差，就会影响葡萄的产量及品质。因此，选用和培育抗旱性较强的葡萄品种，是充分利用旱区土地减少干旱损失的有效途径。本文通过干旱胁迫处理，测定抗旱生化指标变化，利用数学函数综合评价干旱区6个栽培品种（系）的抗旱性并分析各指标与抗旱性的相关度，为旱区葡萄栽培品种选择及中抗旱品种选育和抗旱性遗传规律研究奠定一定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料

‘无核白’（Thompson Seedless）、‘温宿红葡萄’（Wen Suhong）、‘新郁’（Xinyu）、‘无核白鸡心’（Centennial Seedless）、‘ 弗 雷 无 核 ’（Flame Seedless）、‘SP522’（Rizamat×Christmas Rose）等 6个品种（系）的1a生植株。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理

2013年3月中旬在高20cm、口径30cm的花盆中定植1a生试材，每盆1株，每盆装温室土并施适量羊粪共计8kg。

2013年7月中旬进行干旱胁迫处理，每个品种选择长势较一致的植株9株，即9个重复。开始胁迫前浇足水。处理设为自然干旱0、5、10、15d等4个处理水平。

1.2.2 指标测定方法

丙二醛（malondiadehyde，MDA）含量采用硫代巴比妥酸法[1]测定，超氧化物歧化酶（superoxide dis-mutase，SOD）酶活性采用氮蓝四唑法[1]测定，过氧化物酶（peroxide enzyme，POD）酶活性采用愈创木酚比色法[1]测定，脯氨酸（proline，Pro）含量测定茚酸酮比色法测定[1]，叶绿素（chlorophyll，Chl）含量采用 95%丙酮-乙醇混合液（2∶1）浸提法[2]测定。

1.2.3 数据处理

测定的数据采用Microsoft excel 2003进行简单分析处理并作图，利用模糊数学中求隶属函数的方法[3]进行抗旱性综合评价。

2 结果与分析

2.1 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片丙二醛含量的变化

MDA是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度，越严重，说明其抗旱性越弱。图1表明：在处理2时（5d）无核白、新郁、无核白鸡心、SP522、温宿红葡萄、火焰无核叶片组织的丙二醛（MDA）含量表现为稍微增加。随着胁迫的加强，在处理3时（10d），温宿红葡萄、无核白、新郁及无核白鸡心增加的幅度不大，而火焰无核和SP522增加的较大。在处理4时（15d），均表现出大幅度增加，其顺序为火焰无核>无核白鸡心>SP522>新郁>无核白>温宿红葡萄。结果表明：6个葡萄品种中温宿红葡萄抗旱性最强，无核白和新郁次之，火焰无核和SP522弱。无核白鸡心在一定干旱胁迫范围内具有抗旱性。

图1 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片丙二醛含量的变化情况

2.2 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片酶活性的变化情况

超氧化物歧化酶是植物细胞内主要的保护酶。酶活性越高，消除自由基及活性氧的能力越强，植物的抗逆性也越强。实验测定结果表明（如图2）：6个品种的SOD酶活性从处理1到处理3均呈现增强趋势，从处理2到处理3变化幅度较处理1到处理2变化的大。从处理3到处理4，新郁和温宿红葡萄的SOD酶活性仍呈现增强趋势，其它4个呈现下降趋势。

图2 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片SOD酶活性的变化情况

2.3 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种植株叶片POD酶活性的变化情况

过氧化物酶是植物细胞内的另一种重要的保护酶，酶活性越高，消除自由基及活性氧的能力越强，植物的抗逆性也越强。实验测定结果表明（如图3），6个葡萄品种的POD酶活性从处理1到处理3均呈现增强趋势，其中新郁、无核白、无核白鸡心的增幅较小，SP522从处理1到处理2的增幅较小，而从处理2到处理3的增幅最大。火焰无核和温宿红葡萄介于之间。从处理3到处理4，火焰无核和SP522呈现下降趋势，其中火焰无核下降的幅度较大，其它4个仍呈现上升趋势，温宿红葡萄上升幅度最大，其它依次为新郁>无核白>无核白鸡心。

图3 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片POD酶活性的变化情况

2.4 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片叶绿素的变化

叶绿素是植物把无机碳、氮转变成有机碳、氮的重要介质，是反映植物光合能力及营养水平的重要指标之一。实验测定结果表明（如图4）：随着处理水平的不断加重，叶绿素的含量呈现降低趋势。这表明，在干旱胁迫下，所有材料叶绿素合成均受阻。其中，从处理1到处理2，6个葡萄品种叶片叶绿素含量变化不大，新郁和无核白鸡心呈现稍微降低，其它4个呈现稍微升高，均可忽略。但6个品种的叶绿素含量却存在较大差异，其中火焰无核最大，温宿红葡萄最小，这可能与叶片的层次构成有关。从处理2到处理3，温宿红葡萄下降趋势较小，其它5个较大。从处理3到处理4，6个品种下降趋势均较大，但含量存在差异，从大到小依次为温宿红葡萄、无核白、新郁、SP522、无核白鸡心和火焰无核。

图4 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片叶绿素总含量的变化情况

2.5 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片脯氨酸的变化

脯氨酸是一种重要渗透调节物质，在植物受胁迫时，起到稳定生物大分子的结构和功能的作用。当植株遭受干旱胁迫时，脯氨酸会大幅度增加，但若胁迫程度过高，植株将丧失该功能。实验测定结果表明（如图5），随着干旱胁迫的加大，6个葡萄品种的脯氨酸变化差异较大，火焰无核、温宿红葡萄和SP522从处理1到处理2表现含量迅速增多，从处理2到处理3表现迅速减少，其中前两者的幅度远大于SP522的。新郁和无核白的增幅较小，而无核白鸡心始终呈现减小趋势。从处理3到处理4除无核白鸡心没变化外，其它均呈现减少趋势。可见，在不同干旱胁迫下，6个品种的脯氨酸含量变化与其它指标相比，差异较大。

图5 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片脯氨酸含量的变化情况

2.6 15d自然干旱胁迫下6个葡萄品种抗旱性综合分析

综合5个指标的测定结果可见（表1），不同品种的抗旱性存在较大差异，而且不同指标反应的品种之间的抗旱性也存在一定差异。因此，需要采用综合方法来定量评价它们的抗旱性，使对其的评价更具真实性。以6个品种在15d处理时的叶片丙二醛含量、SOD酶活性、POD酶活性、脯氨酸含量、总叶绿素含量等变化差值为依据，计算出其平均隶属函数。结果表明：6个品种的综合抗旱性强弱顺序为：温宿红葡萄>新郁>无核白>SP522>无核白鸡心>火焰无核。温宿红葡萄的隶属函数值最大为0.800，火焰无核的最小为0.018。

表115d自然干旱胁迫下6个葡萄品种抗旱性综合分析

3 讨论与结论

当植物受到干旱危害时，会导致植株形态、生理特征及渗透调节物质发生变化[4]，所以植物的抗旱性可以通过抗旱鉴定指标来体现[5]。关于葡萄抗旱性方面，有人通过植株旱害指数[6]或以植株旱害指数为基础[7]研究了葡萄砧木或品种间的抗旱性差异，有人通过生理生化指标[8]研究了品种间抗旱性差异，也有人通过研究植株叶片结构来探究其抗旱性[9]。笔者主要以5个生理生化指标在不同干旱胁迫下的变化差异为基础，结合隶属函数法综合鉴定6个品种（系）间的抗旱性能力差异，试验分析结果与笔者前期[7]的结果一致。

综合以上结果，笔者认为新疆地方品种及该地区所育品种（系）抗旱性较强，外引品种抗旱性较差，这可能与新疆极其干旱的气候有关。在露地栽培中应以本地区的优质品种为主，引种和育种中应多考虑品种的抗旱因素。

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