PEG6000渗透胁迫对鸟巢蕨生理指标的影响

周晓俊

【摘 要】研究在聚乙二醇6000（PEG6000）室内模拟干旱条件下，比较不同浓度PEG渗透胁迫对鸟巢蕨的叶片相对含水量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性、丙二醛含量以及游离脯氨酸量5个生理指标的影响。结果表明：其叶片相对含水量与胁迫程度呈负相关；丙二醛含量、游离脯氨酸量与胁迫程度呈正相关；可溶性糖随着胁迫的时间延长而累积；过氧化物酶活性呈先升高后降低的变化趋势。复水后，各种生理指标有不同程度的恢复。综合分析认为，鸟巢蕨抗旱能力较差。该研究可为鸟巢蕨的水分管理提供理论依据。

【关键词】鸟巢蕨；PEG胁迫；室内模拟；生理指标

前言

鸟巢蕨[Neottopteris nidus（L.）J.Sm.]，又名巢蕨、山苏花、王冠花，为铁角蕨科鸟巢蕨属多年生阴生草本植物。鸟巢蕨可作为观赏植物栽培，尤其是近年来用作切叶发展迅速，栽培面积不断扩大。

聚乙二醇-6000（PEG6000）模拟干旱胁迫环境的研究越来越广泛，因本身不易自由通过植物组织细胞壁，不易渗入活细胞内，不会给种子内增加营养物质，无毒，但能使活细胞缓慢吸水等优点，而常被作为干旱胁迫的渗透胁迫剂。本研究通过PEG6000室内模拟干旱——复水方法，对鸟巢蕨进行干旱处理，研究干旱胁迫对其叶片相对含水量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性、丙二醛含量、游离脯氨酸量等相关生理指标的影响。探究鸟巢蕨适应生长的水分环境，探求水分环境对鸟巢蕨生理指标的影响规律。以对鸟巢蕨的引种栽培、开发利用和科学研究提供科学依据与参数。

1.材料与方法

1.1材料 长势一致的12株鸟巢蕨植株，购买于云南省红河州红河县商贸城。

1.2方法

1.2.1试验设计 将植株按照叶面积均匀分成4组，每组3株。将根系用清水小心洗净，移入水中进行无土栽培。适应7～10d后，将其移入不同浓度的PEG6000溶液中对植株进行模拟干旱胁迫处理。设3个PEG浓度为处理梯度：10%、20%、30%，以蒸馏水为对照。处理开始后，分别于0、4、8、12、16、20、24、28h取非当年生的成熟叶片进行生理指标测定，3次重复。胁迫28小时后复水，并于复水72h后来采样测定复水情况。

1.2.2生理指标的测定

叶片相对含水量（RWC）采用烘干法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定；游离脯氨酸量采用磺基水杨酸法测定。

1.2.3统计分析 采用Excel和SPSS 20.0对数据进行统计分析。

2.结果与分析

2.1PEG渗透胁迫对鸟巢蕨叶片相对含水量的影响

由图1可知，不同PEG浓度处理下，鸟巢蕨叶片含水量均随着处理时间的延长而降低，下降幅度随胁迫浓度的提高而变大。叶片相对含水量与胁迫程度呈负相关（r =0.706）。复水后各浓度处理下的叶片含水量未恢复，植株表现为失水萎蔫。

2.2PEG渗透胁迫对鸟巢蕨可溶性糖含量的影响

由图2可知，在PEG胁迫下，鸟巢蕨可溶性糖的含量总体呈现先升后降的趋势，但每个处理水平下达到峰值的时间不同。复水后，各浓度下的糖含量均有一定的恢复。

2.3PEG渗透胁迫对鸟巢蕨过氧化物酶活性的影响

由图3可知，随着PEG浓度的升高和胁迫时间的延长， 过氧化物酶活性呈先升高后降低的变化趋势。复水后，过氧化物酶活性恢复至与对照组相近水平。

2.4PEG渗透胁迫对鸟巢蕨丙二醛含量的影响

由图4可知，不同PEG浓度处理下，鸟巢蕨丙二醛含量均随着处理时间的延长而上升，上升幅度随胁迫浓度的提高而变大。丙二醛含量与胁迫程度呈正相关（r =0.740）。复水后各浓度处理下的丙二醛含量未恢复。

2.5PEG渗透胁迫对鸟巢蕨游离脯氨酸含量的影响

由图5可知，不同PEG浓度处理下，鸟巢蕨叶内游离脯氨酸含量均随着处理时间的延长而上升，上升幅度随胁迫浓度的提高而变大。游离脯氨酸含量与胁迫程度呈正相关（r =0.993）。复水后各浓度处理下的游离脯氨酸含量恢复到对照水平。

3.结论与讨论

（1）叶片相对含水量的大小可以反映植物的渗透调节能力，是水分缺失条件下植物是否维持正常生长的重要指标。试验结果表明，随着PEG浓度的增加和胁迫时间的延长，鸟巢蕨的叶片相对含水量与胁迫程度呈负相关，复水后各浓度处理下的叶片含水量不能够恢复，植株出现萎蔫现象，说明鸟巢蕨叶片保水能力差。

（2）可溶性糖是植物叶片细胞内的一种渗透调节物质，可溶性糖的主动积累，可以参与降低植物体内渗透势，以利于植物在干旱逆境下维持植物体正常生长所需的水分， 以提高抗逆性。試验结果表明，鸟巢蕨叶片中可溶性糖对渗透胁迫反应敏感，胁迫程度越高，可溶性糖积累越迅速，而其含量的很快下降说明了鸟巢蕨的抗逆性差。

（3）过氧化物酶能有效清除自由基，降低膜脂过氧化水平，从而减轻膜伤害程度，保证细胞正常的生理功能，维持其对干旱胁迫的抗性。试验结果表明，随着PEG浓度的升高和胁迫时间的延长，过氧化物酶活性呈先升高后降低的变化趋势。原因可能是随着胁迫程度的上升，膜伤害程度加深，过氧化物酶不能够在发挥作用。复水后，过氧化物酶活性降低至与对照组相近水平。说明了鸟巢蕨耐旱性差。

（4）丙二醛是植物细胞膜脂过氧化物之一，能与细胞内各种成分发生反应，从而引起各种酶和膜的损伤。丙二醛大量增加时，表明体内细胞受到较严重的破坏，因此，丙二醛的含量是衡量膜透性的一个重要指标。试验结果表明，鸟巢蕨丙二醛含量与胁迫程度呈正相关。复水后各浓度处理下的丙二醛含量不能够恢复。说明鸟巢蕨抗旱能力较差。

（5）植物遭受逆境后会积累脯氨酸，作为胞质渗透调节剂，脯氨酸积累的多少与植物抗逆性有关，可作为抗逆性筛选的重要指标。实验结果表明，游离脯氨酸量与胁迫程度呈正相关。这和徐新雨研究报道一致，即不耐旱的植物在胁迫中表现出高的脯氨酸含量。复水后各浓度处理下的游离脯氨酸含量恢复到对照水平。

（6）综合比较5个指标以及复水后的恢复情况，认为鸟巢蕨对10～30%浓度的PEG胁迫都不具有适应能力，是抗旱性极差的植物，在栽培管理过程中要注意保持其充足的水分，进行严格的水分管理。

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