水淹胁迫对尖叶杜英和水蒲桃幼苗生理特征的影响

薛 立， 许祝莨， 李秋静， 侯晓丽， 郝云亭

(1.华南农业大学林学院， 广东 广州 510642； 2.台山市红岭种子园， 广东 台山 529223)

水淹胁迫对尖叶杜英和水蒲桃幼苗生理特征的影响

薛 立1， 许祝莨2， 李秋静1， 侯晓丽1， 郝云亭1

(1.华南农业大学林学院， 广东 广州 510642； 2.台山市红岭种子园， 广东 台山 529223)

以尖叶杜英和水蒲桃幼苗为试验材料，人工模拟水淹胁迫环境，共设置水位在土壤表面和土表上5cm处2种水淹强度，分别水淹7、14、21、28、35天以及水淹35天后恢复正常生长7天，测定幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)含量。结果表明：随着水淹深度的增加，尖叶杜英幼苗的叶绿素含量多显著低于对照，水蒲桃幼苗的叶绿素含量一般大于对照；2种幼苗的可溶性糖含量一般都高于对照，水蒲桃叶片可溶性糖含量的增幅大于尖叶杜英。2种幼苗在水淹深度为5cm时的可溶性蛋白质含量均显著小于对照。除了水淹35天外，2种幼苗其他水淹处理的SOD活性均显著大于对照；尖叶杜英幼苗的MDA含量比对照显著增加，而水蒲桃幼苗的MDA含量保持稳定。由叶绿素、可溶性糖和丙二醛的变化来判断，水蒲桃的抗水淹能力强于尖叶杜英。

幼苗； 水淹胁迫； 生理指标； 尖叶杜英； 水蒲桃

水淹胁迫是植物遭受的主要非生物胁迫之一[1]。我国拥有1.8万km的海岸线，众多河流和面积广阔的大型湖泊，形成了数千公顷的高水位低湿地和季节性积水地，而且每年有增加之势[2]。水淹胁迫引起植物的生理指标，如叶绿素[3]、可溶性糖[4]、可溶性蛋白[5]、超氧化物歧化酶(SOD)[6]、丙二醛(MDA)[7]等发生变化。一些学者对植物的水淹胁迫进行了研究，如潘澜等[8]对植物淹水胁迫的生理学机制研究进展进行了综述，高健等[9]对杨树(Populus)、李娅等[10]对秋华柳(Salixvariegata)、汪贵斌等[11]对喜树(Camptothecaacuminata)、叶龙华等[12]对灰木莲(Manglietiaglauca)等树种、黄香兰等[13]对红荷木(Schimawallichii)等树种、张向峰等[14]对马尾松(Pinusmassoniana)、吴丽君等[15]对赤皮青冈(Cyclobalanopsisgilva)的水淹胁迫进行了报道。尖叶杜英和水蒲桃是华南地区重要的园林绿化树种，研究这2种幼苗的抗涝特性，可以为筛选抗涝植物，改善涝渍地区的生态环境提供参考。

1 材料与方法

1.1试验材料

试验在华南农业大学林学院教学苗圃和森林培育实验室进行。淹水处理所用的尖叶杜英和水蒲桃幼苗为营养袋培育的实生苗，购于广东省龙眼洞林场林木种苗示范基地。幼苗生长基本情况见表1。以长60cm、宽37cm、深17cm的塑料盆作淹水处理器。

表1 各树种幼苗生长基本情况Tab1 ThebasicgrowthSituationoftwokindseedlings(cm)树种平均地径平均苗高平均冠幅尖叶杜英074319水蒲桃075315

1.2试验方法

① 选取形态长势基本一致的营养袋培育的实生幼苗，于2009年10月23日开始，将各个树种的幼苗放入塑料盆中进行水淹处理。共设置水位在土壤表面和土表上5cm处2种水淹强度，同时选择正常栽培管理的幼苗作对照。所有的水淹处理每天都补水1次，对照每天定时定量浇水1次。各处理均在室温下进行，室内温度为28℃左右，相对湿度为 75%～85%。分别水淹7天、14天、21天、28天、35天以及水淹35天后把盆中水倒掉使幼苗恢复正常生长7天后，选择生长良好，大小均一的叶片进行生理特征测定。不同树种的相同指标均在早晨08：30采样，每个指标选6株苗木采样，采集每株植株的第3位至第8位功能叶，用自来水轻轻冲洗除去表面污物，再用蒸馏水冲洗2～3次后，用吸水纸轻轻吸干叶片表面水分，混合采集叶片后进行指标测定，重复3次。

② 叶绿素含量测定参照陈建勋等[16]分光光度法测定叶绿素含量；可溶性蛋白含量的测定按照考马斯亮蓝G-250法测定；SOD活性的测定按照氯化硝基四氮唑蓝(NBT)光化还原法测定；MDA含量的测定按照陈建勋等[16]的方法测定；可溶性糖含量的测定参照李合生蒽酮比色法测定[17]。

1.3数据分析

采用Microsoft Excel和SAS 8.1软件进行数据统计分析和作图。

2 结果与分析

2.1水淹胁迫对幼苗叶片叶绿素含量的影响

由图1可以看出： 在水淹持续7天、28天、35天和35天后恢复生长7天时，2种水淹处理的尖叶杜英叶片叶绿素含量均显著低于对照(P<0.05)，且2个处理间差异不显著；在水淹14天、21天时，叶绿素含量随着水淹处理深度的增加显著下降后显著上升(P<0.05)，仍显著低于对照(P<0.05)。在水淹持续7天时，水蒲桃各处理的叶绿素含量均与对照无显著差异；随着水淹深度的增加，水淹14天、21天和28天的叶绿素含量显著上升后显著下降(P<0.05)；水淹35天和35天后恢复7天的叶绿素含量显著上升后下降到显著低于对照的水平(P<0.05)。

2.2水淹胁迫对幼苗叶片可溶性糖含量的影响

图2结果表明： 随着水淹处理深度的增加，在水淹持续7天的尖叶杜英叶片可溶性糖含量小幅下降；水淹14天时，可溶性糖含量显著上升后显著下降(P<0.05)；水淹21天、28天、35天及35天后恢复7天时的可溶性糖含量呈上升趋势，水淹5cm处理的显著高于对照(P<0.05)；水淹28天时可溶性糖含量持续上升，21天、35天及35天后恢复7天的可溶性糖含量逐渐上升。水淹持续7天、14天、28天、35天、35天后恢复7天的水蒲桃叶片可溶性糖含量在2种水淹处理时均显著高于对照(P<0.05)，2种处理间差异不显著。水淹21天的叶片可溶性糖含量显著上升(P<0.05)。

图1 水淹胁迫强度对叶绿素含量的影响Fig.1 The effects of chlorophyll content by submergence stress

图2 水淹胁迫强度对叶片可溶性糖含量的影响Fig.2 The effects of soluble sugar content by submergence stress

2.3水淹胁迫对叶片可溶性蛋白质含量的影响

图3结果表明：水淹持续7天、14天、21天、35天后恢复7天时，水淹0cm处理的尖叶杜英叶片可溶性蛋白质含量与对照差异不显著，水淹5cm处理的显著低于对照(P<0.05)；随着水淹深度的增加，水淹28天时的可溶性蛋白质含量先显著上升后显著下降(P<0.05)；水淹35天的可溶性可溶性蛋白质含量显著下降(P<0.05)。随着水淹深度的增加，在水淹持续7天、21天的水蒲桃叶片可溶性蛋白质含量显著上升后显著下降(P<0.05)；水淹14天、28天、35天的水蒲桃叶片可溶性蛋白质含量显著下降(P<0.05)。35天后恢复7天时，水淹0cm处理的可溶性蛋白质含量与对照差异不显著，水淹5cm处理的显著低于对照(P<0.05)。

图3 水淹胁迫对叶片可溶性蛋白质含量的影响Fig.3 The effects on schudle protein content of leaf by submergence stress

2.4水淹胁迫对叶片可溶性蛋白质含量的影响

图4结果表明：随着胁迫强度的加深，水淹持续7天的尖叶杜英叶片SOD活性显著上升后显著下降(P<0.05)，水淹14天的SOD活性显著上升(P<0.05)后略升，水淹21天、28天的尖叶杜英SOD活性在2种水淹处理时均显著高于对照(P<0.05)，水淹35天的SOD活性先显著下降(P<0.05)后回升到对照水平；2种水淹处理的SOD活性在水淹35天后恢复7天时均显著低于对照(P<0.05)。随着胁迫强度的加深，水淹持续7天的水蒲桃叶片SOD活性先显著上升(P<0.05)后略降，水淹14天的SOD活性显著上升后显著下降(P<0.05)，水淹21天、28天时，2种水淹处理的SOD活性均显著高于对照(P<0.05)；水淹35天的SOD活性略降后显著下降(P<0.05)，35天后恢复7天的SOD活性显著下降(P<0.05)后显著上升(P<0.05)。

2.5水淹胁迫对叶片丙二醛含量的影响

图5结果表明： 随着胁迫强度的加深，水淹持续7天、35天的尖叶杜英叶片MDA含量显著上升(P<0.05)；水淹持续14天、21天、28天的尖叶杜英MDA含量显著上升(P<0.05)后保持稳定；35天后恢复生长7天的叶片MDA含量显著上升后显著下降(P<0.05)。水淹持续7天、14天、21天和28天时，2种水淹处理的水蒲桃叶片MDA含量与对照无显著差异；水淹35天以及35天后恢复生长7天的MDA含量显著上升后显著下降(P<0.05)。

图4 水淹胁迫对叶片SOD活性的影响Fig.4 The effects on SOD activity of leaf by submergence stress

图5 水淹胁迫对叶片丙二醛含量的影响Fig.5 The effects on MDA conteut of leaf by submergence stress

3 结论与讨论

(1) 水淹各处理尖叶杜英幼苗的叶绿素含量多显著低于对照，说明其受胁迫程度高，抗涝性不是很强。这与张玉琼等[18]对水稻、李阳生等[19]对小麦、郝玉兰等[20]对玉米的研究结果一致。水淹各处理水蒲桃幼苗的叶绿素含量一般大于对照。Ye et al.[21]认为水淹处理使叶绿素含量上升，是植物在水淹时加强了叶绿素的合成，表明植物对水淹有较强的反应能力，是植物抗涝性强的表现。水蒲桃幼苗在水淹深度为0cm时的叶绿素含量大于水淹深度为5cm时的，表明其抗水淹能力随水淹深度增加而减弱。

(2) 2种幼苗水淹处理的可溶性糖含量一般都高于对照。水蒲桃叶片可溶性糖含量的增幅大于尖叶杜英。可溶性糖增幅越大，植株越耐涝，因为可溶性糖既可以调节细胞的渗透势，又可为呼吸提供大量底物[22]。尖叶杜英幼苗在水淹深度为5cm时的可溶性蛋白质含量一般与对照无显著差异。2种幼苗在水淹深度为5cm时的可溶性蛋白质含量都显著小于对照，可能是该种水淹胁迫程度使植物体蛋白质合成受到抑制，蛋白质分解增加[23]。

(3) 除了水淹35天外，2种幼苗在受水淹胁迫后的SOD活性均显著大于对照，说明尖叶杜英和水蒲桃有一定的清除活性氧的能力，有利于抗涝。0cm和5cm水淹处理的尖叶杜英幼苗的MDA含量显著高于对照，说明其细胞膜受到了明显伤害，抗涝性弱。这与汪宗立等[24]的研究结果一致。水蒲桃的MDA含量总体保持在一个稳定水平，与对照差异不显著，表明其可能有较强的防止膜脂过氧化作用的能力，耐涝性强。这与前人研究结论[25-26]相一致。

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(文字编校：唐效蓉)

EffectsofsubmergencestressonphysiologicalcharacteristicsofElaeocarpusapiculatusandSyzygiumjambosseedlings

XUE Li1, XU Zhuliang2, LI Qiujing1, HOU Xiaoli1, HAO Yunting1

(1.College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China；2.Hongling Seed Orchard of Taishan, Taishan 529223, China)

Studies on physiological changes of seedlings ofElaeocarpusapiculatusandSyzygiumjamboswere conducted under submerged stress environment, it takes two kinds of submergence stress level of surface on soild and 5 cm up the surface, and the days submergence in 7, 14, 21, 28, 35 days, and in normal growth of 7 day after submergence 35 days, and the contents of chlorophyll, soluble sugar, soluble protein, super oxide dismutase (SOD) activity and content of malondidehyde (MDA) of these seedlings were determined. The results showed that with increasing submergence depth, the chlorophyll content of most treatments ofE.apiculatusseedlings was lower than the control, whereas that ofS.jambosseedlings was generally greater than the control; the content of soluble sugar of the two kind seedlings was generally greater than the controls, and increment ofS.jamboswas greater than theE.apiculatus; the content of soluble protein of the two kind seedlings with submerged 5 cm was significantly smaller than the controls; SOD activity of the two kind seedlings was significantly greater than the controls except for 35 d treatment; Compared to the controls, MDA content ofE.apiculatussignificantly increased, whereas that ofS.jambosremained steady. In view of chlorophyll, soluble sugar and MDA, the submerging resistance ofS.jambosseedlings was stronger thanE.apiculatusseedlings.

seedling; submergence stress; physiological index;Elaeocarpusapicalatus;Syzygiumjambos

2013-09-11

广东省林业局资助项目“林分改造优良乡土阔叶树种筛选”(F08018)。

薛 立(1958-)，男，湖南省桃江县人，教授，博士，博导，主要研究方向为森林生态和森林培育。

Q 945.78; S 718.4

A

1003 — 5710(2014)01 — 0001 — 06

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 01. 001