水淹胁迫对乐昌含笑和樟树苗木生理特征的影响

廖文冠+廖明新+王卓敏

摘要：以灰木莲（Manglietia glauca）、红荷（Schima wallichii）幼苗为试验材料，人工模拟水淹胁迫环境，进行了两个胁迫强度处理（水淹土表0 cm、水淹土表5 cm），通过测定各树种幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）含量，研究了水淹胁迫对这2种幼苗以上生理指标的影响。研究结果表明：随着水淹胁迫深度的增加，灰木莲叶片叶绿素含量呈现小幅波动后升高，红荷幼苗各处理显著低于对照；灰木莲可溶性糖含量在大部分时间处理时与对照无显著差异，甚至低于对照，红荷的各处理均显著高于对照；灰木莲可溶性蛋白质含量上升后下降，红荷蛋白质含量显著下降；两种幼苗的SOD活性有不同程度下降，而丙二醛（MDA）含量上升。

关键词：灰木莲；红荷；水淹胁迫；生理特征

中图分类号：Q945.78； S718.4

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）11009304

1 引言

水淹胁迫是人类所面临的最严重的自然灾害之一[1]。涝害本质是土壤水分过多对植物正常生长的危害[2]。目前有关学者对于鉴定抗涝性的生理生化指标做了大量的研究，包括对叶绿素[3]、可溶性糖含量[4]、蛋白质[5]、超氧化物歧化酶（SOD）[6，7]、丙二醛（MDA）[8，9]等指标的研究。

华南地区处于热带与亚热带过渡地带，雨量充沛，发展低湿地绿化造林的潜力很大。灰木莲（Manglietia glauca）和红荷木（Schima wallichii）是我国华南地区优良的园林绿化和造林树种，还具有很高的经济价值、观赏价值和生态功能。研究其耐涝性对华南地区的绿化造林具有一定的参考价值。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验设在华南农业大学林学院六楼北面的教学苗圃内和华南农业大学林学院实验室，处理所用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。試验开始时幼苗基本情况见表1。采用长60 cm、宽37 cm、深17 cm的塑料盆作淹水处理的器材，将营养袋培育的实生苗置于盆内，然后进行淹水土壤表面0 cm和土壤表面5 cm两个处理。

2.2 试验方法

选取形态长势基本一致的幼苗， 2009年10月23日开始将各个树种的盆栽苗放入华南农业大学林学院六楼北面的教学苗圃的水盆中进行水淹处理，设置水位在土表上5 cm处和土表表面（0 cm）两个水淹强度，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换水1 次，对照每天定时定量浇水1 次，保持对照的毛管持水量为33.76%，田间持水量为25.48%。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%。处理7、14、21 d后，选择生长良好，大小均一的叶片为供试材料，不同树种的相同指标均在早晨8：30采样，每个指标用6株健康苗木采样，取每棵植株的第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，3次重复。

2.3 指标测定方法

叶绿素含量测定参照陈建勋等[10]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[10]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[11]。

2.4 数据统计方法

作图和数据统计分析分别由Microsoft Excel和SAS 8.1软件系统完成。

3 结果与分析

3.1 幼苗叶片的叶绿素含量

由图1A可知，在水淹持续7 d时，灰木莲叶片叶绿素含量在两种水淹处理时均与对照差异不显著（P<0.05）。在水淹14 d时，其叶绿素含量先显著上升后显著下降（P<0.05），均显著高于对照（P<0.05）。在水淹21 d时，水淹0 cm处理的叶绿素含量与对照无显著差异，水淹5 cm处理的叶绿素含量显著高于对照（P<0.05）。

由图1B可知，在水淹持续7 d时，在水淹土表0 cm处理的红荷叶片叶绿素含量显著低于对照（P<0.05）。在水淹持续14 d，21 d时，两种水淹处理的红荷叶片叶绿素含量均显著低于对照（P<0.05），两处理间差异不显著。

3.2 幼苗叶片的可溶性糖含量

在水淹持续7 d，水淹0 cm处理的灰木莲叶片可溶性糖与对照无显著差异，水淹5 cm处理的显著低于对照和水淹0 cm处理的（P<0.05）（图2A）。随着水淹处理深度的增加，在水淹14 d时，其可溶性糖含量显著低于对照后（P<0.05），显著上升（P<0.05）；水淹21 d时的可溶性糖含量逐渐增加，水淹5 cm处理的显著高于对照（P<0.05）。

在水淹持续7 d，水淹0 cm处理的红荷叶片可溶性糖含量显著小于水淹5 cm处理的（P<0.05）。随着水淹处理深度的增加，水淹14 d的可溶性糖含量显著上升（P<0.05）；水淹21 d时，可溶性糖含量显著上升后（P<0.05），显著下降，仍显著高于对照（P<0.05）（图2B）。

3.3 幼苗叶片的可溶性蛋白质含量

在水淹持续7 d，灰木莲叶片可溶性蛋白质含量显著上升（P<0.05）后，略升。随着水淹处理深度的增加，水淹14 d和21 d的可溶性蛋白质含量先显著上升后（P<0.05），显著下降（P<0.05）（图3A）。

在水淹持续7 d时，两种水淹处理的红荷叶片可溶性蛋白质含量均显著低于对照（P<0.05）。随着水淹处理深度的增加，水淹14 d、21 d的可溶性蛋白质含量显著下降（P<0.05）（图3B）。

3.4 幼苗叶片的SOD活性

水淹持续7 d的灰木莲叶片SOD活性略升后显著下降（P<0.05），水淹14 d时SOD活性先显著下降（P<0.05）后保持稳定，水淹21 d的SOD活性显著下降（P<0.05）（图4A）。

水淹持续7 d时，水淹5 cm处理的的红荷叶片SOD活性显著低于对照（P<0.05）。随着胁迫强度的加深，水淹14 d的SOD活性先显著下降（P<0.05）后显著回升到对照水平；水淹21 d的SOD活性先显著下降（P<0.05）后保持稳定（图4B）。

3.5 幼苗叶片丙二醛含量

在水淹持续7 d时，水淹土表0 cm处理的灰木莲叶片丙二醛含量与对照无显著差异，水淹土表5 cm的灰木莲叶片丙二醛含量显著高于对照（P<0.05）（图5A）。随着水淹程度的加深，在水淹持续14 d的灰木莲叶片丙二醛含量显著上升（P<0.05）；在水淹持续21 d时，水淹土表0 cm和5 cm处理的均显著高于对照（P<0.05）。

随着水淹程度的加深，水淹持续7 d的红荷叶片丙二醛含量显著下降（P<0.05）后上升到显著高于对照水平（P<0.05）；水淹持续14 d的红荷叶片丙二醛含量显著上升（P<0.05）后显著下降（P<0.05）到高于对照水平（P<0.05）；在水淹持续21 d的叶片丙二醛含量显著上升（P<0.05）后平缓上升（图5B）。

4 结论与讨论

本研究表明，随着水淹深度的增加，灰木莲叶片叶绿素含量呈现小幅波动后呈升高趋势，可能与其水淹时叶片由于生理活性低而失水，引起叶绿素含量的浓缩有关。红荷幼苗叶片叶绿素含量小幅波动，各处理时多显著低于对照，说明其受害程度比较高，抗涝性不是很强。

灰木莲可溶性糖含量在大部分时间处理时与对照无显著差异，甚至低于对照，说明其渗透调节能力较差，抗涝性较弱。红荷的可溶性糖含量逐渐上升，各处理均显著高于对照，说明可以通过积累可溶性糖来提高细胞的渗透调节能力，因此其抗涝性比较强。

随着水淹胁迫强度的加深，灰木莲可溶性蛋白质含量上升后下降，可能是幼苗对涝渍胁迫的一种有效生理反应。红荷蛋白质含量显著下降，不利于抗涝。

随着水淹胁迫深度的增加， 两种幼苗的SOD活性有不同程度下降，可能是淹水时间延长，超出了植物的忍受范围，胁迫伤害加重，活性氧累积过多，膜质发生过氧化作用， SOD活性降低。

水淹胁迫处理后，两种幼苗的丙二醛（MDA）含量总体上升。由于MDA是具有细胞毒性的物质，能够破坏生物膜的结构与功能，说明两种幼苗的细胞膜可能受到了一定的伤害，抗涝性较弱。

从叶绿素、可溶性蛋白质、SOD和MDA来看，两种幼苗均不抗涝，从可溶性糖来看，红荷各处理的可溶性糖含量显著高于对照，而灰木莲各处理的可溶性糖含量与对照无显著差异，甚至低于对照，表明后者的抗澇性弱于前者，因此可以判断红荷的抗涝性强于灰木莲。

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Abstract： Studies on physiological changes of seedlings of Manglietiaglauca and Schimawallichiiwere conducted under submerged stress environment using two treatments of stress intensity（with soils being complete submerged 0 and 5 cm）. The effect of submergence stress on physiological indexes of the two species was evaluated by testing contents of chlorophyll， soluble sugar， soluble protein， super oxide dismutase （SOD） activityand content of malondidehyde （MDA）. The results showed that with increasing submerged depth， the chlorophyll content ofM. glauca increased after slight fluctuation， that of S. wallichii seedlings changed a little， that of most treatments was lower than the control； the content of soluble sugar of M. glauca in most of the time treatments had no significant difference with control or lower than the latter， whereas that of S. wallichii was significantly higher than the control； the content of soluble protein of M. glauca decreased after increasing， and that of S. wallichii significantly decreased； the activity of SOD of M. glauca and S. wallichii significantlylower than the controls， whereas their content of MDA was significantly higher than the control.

Key words： Manglietiaglauca； Schimawallichii； submergence stress； physiologicalcharacteristics