水分胁迫对不同广藿香品种生理生化的影响

黄艳萍， 袁 萍， 沈晓萌， 刘 浩， 刘德玲

(广东食品药品职业学院，南药资源保护与利用工程技术开发研究中心，广东广州 510520)



水分胁迫对不同广藿香品种生理生化的影响

黄艳萍， 袁 萍， 沈晓萌， 刘 浩， 刘德玲

(广东食品药品职业学院，南药资源保护与利用工程技术开发研究中心，广东广州 510520)

以不同产地的广藿香为研究材料，采用盆栽和称重控制浇水的方法，设置对照(CK)、轻度胁迫(T1)、中度胁迫(T2)、重度胁迫(T3)4个处理(土壤含水量分别为土壤田间持水量的80%、60%、50%和30%)，研究不同水分处理后广藿香生理生化指标的变化规律。结果表明，随着土壤含水量的降低，广藿香叶片中相对含水量减少，脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛均呈先下降后上升趋势；超氧化物歧化酶、过氧化氢酶含量呈现上升趋势。4个不同产地的广藿香均表现出一定的抗旱耐旱能力，相比之下，海南产与湛江产广藿香抗旱能力更强。

广藿香；水分胁迫；生理生化；影响

Kye wordsPogostemoncablin(Blanco)Benth; Water stress; Physiological-biochemical characteristics;Influence

广藿香为唇形科植物广藿香Pogostemoncablin(Blanco)Benth.的干燥地上部分，是临床上常用的芳香化湿药，味辛、性微温，归脾、胃、肺经，具有芳香化浊、开胃止呕、发表解暑的功效[1]。广藿香主要分布在广州石牌(枝香)、广东高要(肇香)、广东湛江(湛香)和海南(琼香)4种[2]。当前，因产地产业结构的调整，以及生态环境、种植方法均发生了显著变化，导致不同产地广藿香的植物性状和质量均存在较大差异。有关广藿香的研究主要集中在真伪鉴别、药理、化学成分及抗盐碱等方面[3]。水分是大部分农作物生长的重要影响因素，决定了作物的资源分布、生长发育、高产等。研究不同水分处理下作物生理指标的变化对于作物抗旱栽培和品种选育具有重要意义。该试验通过研究不同水分处理对4个品系广藿香叶片的相对含水量、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响，为广藿香适应水分的生理机制、品种选育和栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 以4个产地(海南、湛江、高要、石牌)4个品系的广藿香为试验材料，经广东省中药研究所袁亮副主任药师鉴定为Pogostemoncablin(Blanco)Benth.。2011年末收集不同广藿香后，移栽于广东省中药研究所南药试验基地，在相同条件下种植，建立广藿香种质资源，第二年选取长势相同的广藿香进行试验。

1.2 试验方法 采用盆栽试验于2013年3～6月在广东省中药研究所南药试验基地大棚室进行。选用盆口直径20 cm、高15 cm的塑料盆。土壤为沙壤土。每盆装土3 kg，土壤田间最大持水量(FC)为24.6%。广藿香幼苗于2013年3月8日移载盆中，育苗成功后正常灌水，每盆植1株，种植3个月后，选择生长正常、形态一致的幼苗作为试验材料。设置4个胁迫水平，即土壤含水量分别为土壤田间持水量(FC)的80%(CK)、60%(T1)、50%(T2)和30%(T3)，水分胁迫时间为30 d。每个胁迫处理和测定10个重复。广藿香叶片测定位置为植株心叶外侧第2～5片功能叶，于温室内测定。采集新鲜叶片经蒸馏水冲洗3次然后用滤纸吸干后液氮储藏，用于相关生理生化指标的测定。

1.3 测定指标及方法 叶片相对含水量(RWC)采取烘干法测定[4]；SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定，CAT活性采用紫外吸收法测定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定；脯氨酸采用酸性茚三酮法测定；可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250法测定[5-6]。

2 结果与分析

2.1 不同水分处理对不同品种广藿香叶片相对含水量的影响 图 1显示，不同品系广藿香正常水分生长的叶片相对含水量在80%～90%，受到水分胁迫时呈下降的趋势，在重度水分时，差异达到显著，其中，海南和湛江产还可以保持较高的叶片相对含水量，而其他2个品种较低，尤以高要产的最低，可判断海南与湛江种质的广藿香叶片保水能力较石牌与高要产的高，抗旱性较强。

2.2 水分胁迫对不同品种广藿香叶片丙二醛含量的影响 从图2可以看出，不同水分处理条件下，随着土壤含水量减少，各品系广藿香叶片的丙二醛(MDA)含量呈先下降后上升的趋势，高要与石牌产的广藿香在轻度和中度水分处理时丙二醛含量相差不大，在重度水分处理时含量急剧上升；湛江、海南产广藿香在各水分处理下MDA含量变化较为平缓，判断海南的广藿香抗旱性强于石牌和高要的广藿香。

2.3 水分胁迫对不同品种广藿香可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响 从图3可以看出，随着胁迫程度的加深，广藿香可溶性蛋白含量呈先降后升的趋势。可能是由于轻度水分胁迫时，可溶性蛋白的分解量大于新蛋白的产生量，使得蛋白含量降低。随着胁迫浓度的加深，启动了新的蛋白合成机制，产生新的胁迫蛋白，以维持细胞内较低的渗透势，从而蛋白含量有所上升[7]。

在正常的土壤水分环境条件下，不同广藿香品种叶片中

游离脯氨酸含量相差不大，受到水分胁迫时，叶片中游离脯氨酸含量在不同品种间也表现出相同的规律性，但变化的幅度不同。在轻度水分胁迫下，4个广藿香品种植物体内游离脯氨酸含量下降；中度水分胁迫下，含量上升，且与对照的差异达到了极显著水平；重度水分胁迫下，各品系广藿香叶片的脯氨酸含量则增加迅速，海南产广藿香脯氨酸含量提高了106.06%。石牌广藿香变化幅度最大，脯氨酸含量提高了130.08%，其次是高要广藿香，提高了120.32%，再次是湛江广藿香，提高了115.84%(图4)。

2.4 水分胁迫对不同品种广藿香SOD和CAT活性的影响 从图 5可以看出，各处理4个品系的广藿香SOD活性的变化趋势均是随着土壤水分的减少而上升。广藿香受到水分胁迫时，SOD活性增加，从而调节代谢，适应环境，使生长及产量受到的影响减轻到最低程度[8]。其中石牌与高要品系的广藿香SOD活性在不同水分处理下变化大，重度水分处理时增幅比较大，重度处理水分下分别提高了90.24%和72.55%，湛江与海南品系的SOD活性变化则比较缓和，湛江品系仅提高了50.18%。CAT值随着土壤含水量的减少逐渐升高，说明随着水分胁迫的增加，广藿香可以调动CAT酶，清除植物体内抵抗逆境而产生H2O2，是广藿香对水分作出一定的响应。

3 讨论

该试验采用盆栽试验，研究水分胁迫对不同产地广藿香生理生化指标的变化，结果表明，随着土壤含水量的降低，4个产地的广藿香植物叶片细胞水分丧失，叶片相对含水量减少。

渗透调节是植物响应水分胁迫的一个重要生理保护机制，脯氨酸作为一种重要的渗透调节物质，在水分胁迫下大量增加是植物的第一生理反应[9]。该试验研究表明，广藿香叶片中脯氨酸含量在轻度水分胁迫时有所下降，随着水分胁迫程度的加剧，而后又有所上升，说明广藿香对水分胁迫有一种自我保护的适应。各品系广藿香所含可溶性蛋白含量随土壤含水量的降低而先降低后增大，推断水分亏缺过多会增加广藿香蛋白质的分解。

MDA是生物膜氧化的产物，具有很强的细胞毒性，它的含量可以作为植物受到胁迫的伤害程度的重要指标，该试验结果表明，在轻度水分胁迫下，广藿香叶片MDA含量较低，而膜透性较高，与对照差异不大；而当田间持水量为20%～30%时，MDA含量显著增加，膜透性显著降低，说明在轻度水分胁迫下MDA叶细胞膜系统没有受到胁迫的伤害，MDA细胞膜的稳定性强，能适应一定的水分环境。

综合广藿香在不同水分胁迫下各项生理生化指标的变化，相比之下，海南与湛江产的广藿香叶片相对含水量(RWC)变化较缓慢，渗透性调节物质可溶性蛋白和脯氨酸调节较为积极，SOD、CAT活性增加迅速，具有较强的抗旱性。

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典:2010年版一部[S].北京:中国医药科技出版社，2010:30.

[2] 白晓菊.化湿和胃道藿香[J].家庭医药,2005(10):18.

[3] 杜一民,陈汝筑,胡本荣.广藿香的化学成分及其药理作用研究进展[J].中药新药与临床药理,1998,9(4):238-241.

[4] 郝再彬, 苍晶, 徐仲. 植物生理实验[ M].哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社,2004: 22-108.

[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,2000:119.

[6] 王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2006.

[7] 孙亚昕,巢建国,谷巍,等.水分胁迫对不同产地黑三棱生理生化的影响[J].中药材,2014,37(3):376-378.

[8] 王维,蔡一霞,蔡昆争,等.土壤水分亏缺对水稻茎杆贮藏碳水化合物向籽粒运转的调节[J].植物生态学报,2005,29(5):819-828.

[9] 胡景江,顾振瑜,文建雷,等.水分胁迫对元宝枫膜脂过氧化作用的影响[J].西北林学院学报,1999,14(2):7-11.

Effect of Water Stress on Physiological-Biochemical Characteristics of DifferentPogostemoncablin(Blanco)Benth.Cultivars

HUANG Yan-ping,YUAN Ping, SHEN Xiao-meng et al

(Research & Development Center for Engineering and Technology of Medicinal Resources Protection and Utilization in South China, Guangdong Food and Drug Vacational College, Guangzhou, Guangdong 510520)

In order to understand the physiological-biochemical characteristics of water stress on differentPogostemoncablin(Blanco)Benth.cultivars, four different levels of water stress, mild water stress(T1, 60% FC), moderate water stress (T2, 50% FC), severe water stress(T3, 30% FC) and the control(CK,80% FC), were applied to study the effects of water stress on thePogostemoncablin(Blanco)Benth.cultivars by pot culture and from different region. The results showed that with the increase of water stress, the relative water content of leaves decreased, proline, soluble protein, malondialdehyde decreased first and then increased; the activities of superoxide dismutase and catalase content showed a rising trend. Four different habitatsPogostemoncablinshowed certain ability of drought resistance, by contrast,Pogostemoncablinfrom Hainan and Zhanjiang had stronger drought resistance ability.

广东省科技计划项目(2011B020301007)。

黄艳萍(1976- )，男，广东南雄人，高级实验师，硕士，从事中草药与植物化学研究。

2015-04-28

S 567

A

0517-6611(2015)17-079-03