5种菊属植物的抗旱性比较

姜自红

(滁州职业技术学院食品与环境科学系,安徽 滁州 239000)

卢漫

(南京农业大学园艺学院,江苏 南京210095)

菊花是菊科(Asteraceae)菊属(Chrysanthemum)的多年生草本植物，其中有药用价值的‘黄山贡菊’、‘毫菊’等是我国传统中药材，栽培历史悠久[1]。随着全球水资源的缺乏，这些药菊种植地往往面临着大面积干旱胁迫问题[2]。因此，培育抗旱药菊新种质已成为提高药菊产量、品质和推动药菊产业化的关键[3]。为此，笔者通过在避雨大棚盆栽5种菊属植物，模拟干旱条件对2种药菊和3种野生菊抗旱性进行比较，为药菊优异抗旱种质的发掘与利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料为2种药菊，即‘亳菊’(Chrysanthemummorifolium‘Bozhou’)、‘黄山贡菊’(C.morifolium(Ramat.) Tzvel.Gongju)；3种野生菊，即萨摩野菊(BG1)(C.crassum)、野路菊(WY4)(C.japonense)、阴歧油菊(GD6)(C.okiense)。

1.2 方法

于2017年10月在南京农业大学琐石村实验基地避雨大棚通过盆栽方式进行相关试验。取生长一致的健壮插穗扦插，待植株展开8～10片叶后，挑选生长一致的植株，转移到花盆中进行培养，基质是蛭石、珍珠岩、泥炭(体积比为1∶1∶2)，缓苗10d后进行干旱处理，设置2组处理，一组正常浇水，一组停止浇水，每个处理3个重复，每处理3株。在停水后每3d观察植物的形态变化。采用观察法记录[4～6]，当90%及以上的叶片下垂，即出现永久性萎蔫时记为萎蔫。在叶片接近永久性萎蔫时复水，复水7d后叶片恢复正常或发出新叶时，记为成活。复活率=(成活植株/萎蔫植株)×100%。

1.2.1叶绿素含量测定

在第0、12、21、30天时用SPAD-502 PLUS叶绿素仪测量植株顶端以下第2片成熟叶片叶绿素含量，精确到0.01 SPAD。

1.2.2叶片相对含水量(RWC)测定

到第30天时，每个处理每株摘取顶端以下3片成熟、无病虫害的叶片，用电子天平测定其鲜重(FW)，然后放入装有去离子水的培养皿中，室温浸泡12h，用吸水纸吸干叶片表面水分后称量饱和重(TW)，于80℃烘箱中烘干至恒重，取出称量干重(DW)。3次重复，计算叶片相对含水量[6]。

1.2.3株高、根冠比测定

到第30天时，用数显游标卡尺测定株高并记录，植株基部(根茎交界处上部5mm处)到植株顶端的高度记为株高；根冠比为植株地下生物量干重/植株地上生物量干重。

1.3 数据统计

将统计后数据采用胁迫指数形式表示，并采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 植物外部形态变化

图1～图5分别展示干旱处理9、15、24、30、42d时5种菊属植物外部形态变化。干旱处理到第9天时，阴歧油菊(GD6)最先出现叶片枯黄现象，植株的萎蔫进程较快，表明受到胁迫伤害较重。干旱处理到第15天时，野路菊(WY4)、黄山贡菊出现基部叶片萎蔫，阴歧油菊(GD6)萎蔫现象严重。干旱处理到第24天时，萨摩野菊(BG1)、亳菊出现叶片枯黄现象，阴歧油菊(GD6) 出现永久性萎蔫。干旱处理到第30天时，亳菊、黄山贡菊、野路菊(WY4)顶部以下叶片萎蔫，其中亳菊萎蔫程度最严重，黄山贡菊次之，阴歧油菊(GD6)出现枯死现象。干旱处理到第42天时黄山贡菊、亳菊、野路菊(WY4)出现永久性萎蔫，其中萨摩野菊(BG1)萎蔫进程最慢，表明受到的胁迫伤害较轻。因此，从干旱处理后植株外部形态变化来看，5种菊属植物抗旱性由强到弱依次为萨摩野菊(BG1)、野路菊(WY4)、黄山贡菊、亳菊、阴歧油菊(GD6)。

从左到右依次为黄山贡菊、亳菊、野路菊(WY4)、萨摩野菊(BG1)、阴歧油菊(GD6),图2～5同。图1 干旱处理到第9天时5种菊属植物外部形态变化

图2 干旱处理到第15天时5种菊属植物外部形态变化

图3 干旱处理到第24天时5种菊属植物外部形态变化

图4 干旱处理到第30天时5种菊属植物外部形态变化

图5 干旱处理到第42天时5种菊属植物外部形态变化

图6 5种菊属植物叶绿素含量变化图

2.2 植物叶片叶绿素含量变化

5种菊属植物叶绿素含量变化如图6所示。由图6可知，在干旱胁迫条件下，5种植物叶片内叶绿素含量均呈先升后降的明显变化趋势，其中阴歧油菊(GD6)从第12天开始下降，降幅最显著。原因是干旱胁迫条件下叶片失水皱缩，致使叶片内叶绿素含量升高，干旱后期植株体内代谢失去平衡，叶绿素酶的活性升高,加速叶绿素的降解，最终导致叶绿素含量降低[7]。

2.3 植株复活率分析

5种菊属植物在干旱胁迫条件下均表现为基部叶片先发生萎蔫，出现皱缩下垂现象。萨摩野菊(BG1)、黄山贡菊、亳菊、野路菊(WY4)处理到第42天时复水，复水7天后统计复活率，分别为100%、90%、90%和81.8%。阴歧油菊(GD6)处理到第24天时复水，复水7天后统计复活率为66.7%。因此，从植株复活率来看，抗旱性最强的是萨摩野菊(BG1)，而阴歧油菊的抗旱性最弱(GD6)。

2.4 干旱胁迫下5种植物抗旱性评价的隶属函数分析

干旱胁迫条件下株高、根冠比、叶片相对含水量(RWC)与植物的抗旱性关系密切[6]。5种植物在干旱处理胁迫下植株的株高、根冠比与对照均呈现显著差异(表1、表2)。对与抗旱关系密切的特征向量(根冠比、RWC、株高、地上鲜重、地下鲜重和根长胁迫指数6个指标)进行隶属函数分析，分别计算5种植物上述6个指标的隶属函数值并求其平均值(表3)，一般认为隶属函数平均值越大，植物的抗旱性越强[7]。由表3可知，5种菊属植物中萨摩野菊(BG1)的隶属函数平均值最大(0.902)，说明其抗旱性最强；而阴歧油菊的隶属函数平均值最小(0.63)，说明其抗旱性最弱。

表1 干旱胁迫条件下5种菊属植物株高数据统计表

表2 干旱胁迫条件下5种菊属植物根冠比数据统计表

3 结语

干旱胁迫条件下，植物株高、根系长度、根冠比等与植物抗旱性有密切关系，也会引起叶片相对含水量、叶绿素含量等生理生化变化[8，9]。选取株高、根冠比、叶片相对含水量、叶绿素含量等与抗旱性密切相关的指标，利用隶属函数法对5种菊属植物抗旱性进行综合评价，确定抗旱性强弱次序为萨摩野菊(BG1)>野路菊(WY4)>黄山贡菊>亳菊>阴歧油菊(GD6)，这与干旱胁迫下的外部形态变化观察评价结果一致。综合分析，认为5种菊属植物中抗旱能力最强的是萨摩野菊(BG1)，可考虑作为药菊优异抗旱种质加以利用。

表3 干旱胁迫条件下5种菊属植物与抗旱性相关的指标隶属函数值