结缕草属植物抗旱性评价

方敏彦，章 明，周 猛

（1.江苏农林职业技术学院，江苏 句容 212400；2.句容市园林管理中心，江苏 句容 212400）

结缕草（Zoysia japonica Steud）为禾本科多年生草本植物。我国山东半岛和辽东半岛的野生结缕草草地面积约占全国结缕草草地面积的60%[1]。我国草坪业发展迅猛，但是由于在草坪草种质资源和育种方面的研究较为落后，90%以上的草种依赖进口。这使得我国在草坪建植选种方面十分被动，只能根据进口草种的已有特性确定其在国内的使用地理区域，严重制约了我国草坪业的健康发展。实践证明，进口的国外草坪草种耗肥量高、耗水量高、患病率高、生命周期短、建植成本和管理费用高，与我国的气候和水土资源特点不协调[2-3]。近年来，结缕草等本土草种的研究逐年升温，结缕草属植物在全国各地已进行全面的引种驯化试验并取得了初步成效，对不同种的品质、抗性、适用地域也有了初步了解。

随着气温的升高和部分地区水资源的相对稀缺，研究植物的抗旱性具有十分重要的意义。不同生境下结缕草属植物的生态习性具有明显差异，本试验在前期研究的基础上，对不同结缕草属植物的抗旱性进行了评价，旨在为筛选抗旱品种提供依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

所用材料为采自不同地区、生境的沟叶结缕草，在江苏农林职业技术学院草坪试验基地正常生长2年以上，生长良好。前期观察在相同条件下，其生态习性，坪用性状如绿期、叶片颜色、生长速度等有明显差异，编号分别为M11、M14、M7、M1、8H。

1.2 试验设计

将壤土和营养土按体积比2∶1 充分混匀用于盆栽，参试的5种结缕草栽于盆中，并置于自然光照下的大棚中，正常修剪浇水等管理，7 d后进行干旱胁迫处理，聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱，添加PEG-6000 浓度设置为0（CK）、5%、10%、15%[4-5]（如5%浓度溶液是50 mL PEG-6000 试剂和1 000 mL水）溶液。每个处理浇入300 mL 溶液，对照添加水，每3 d 浇1次，15 d后进行相关指标测定。

1.3 指标测定

枯黄率：PEG-6000 模拟干旱期间观测结缕草的枯黄程度。

叶片含水量的测定：用蒸馏水将待测叶片清洗干净，取3片叶子称其鲜重；将样品放入装有蒸馏水的具塞试管，样品完全浸入水中，黑暗浸泡6 h，然后吸干叶子上的水，称重；最后将叶片进行标记，放置烘干箱内烘干（120℃，24 h），置于室温冷却，使水分全部挥发，温度适宜后，用万分之一天平称干重。

叶绿素含量测定：取0.05 g 叶片，剪成细条，将其放入干净的试管，加入10 mL 95%的乙醇，用保鲜膜封住瓶口，用皮筋捆绑好，确保密封，用2层黑色塑料袋包裹试管，于暗处静置48 h 至组织完全褪色；混合液过滤在25 mL 容量瓶定容；取0.8～1.0 mL滤液加入比色皿中，以95%乙醇为空白，分别测定波长663 nm 和645 nm 处的吸光度。

丙二醛（MDA）含量测定：准确称取0.1 g 叶片，放入研体，用液氮冷却，并用少量石英砂研磨，将0.1 mL MDA 提取液分3次加入，充分研磨，将匀浆液倒入离心管，4℃（离心力8 000 g）离心10 min，上清液即为MDA 提取液。测定提取液在波长532 nm 和600 nm的吸光度，计算MDA 含量。

脯氨酸含量测定：取0.1 g 叶片，加入液氮，并用少量石英砂研磨成粉末，加入提取液，95℃水浴10 min，摇晃，25℃（离心力10 000 g）离心10 min，上清液即为脯氨酸提取液。取0.25 mL 样品+0.25 mL冰乙酸+0.25 mL 试剂，95℃水浴30 min（密封以防止失水），每10 min 振荡1次。冷却后，加入0.5 mL的甲苯并摇晃30 s。取2 mL 上清液在痕量石英特异盘或96 孔板中，测定520 nm 处的吸光度。

通过比对标准曲线得到测定液中脯氨酸含量

式中，X为测定液的脯氨酸含量（μg/mL）；Y为吸光度值。

1.4 数据处理

采用SPSS 22.0 软件对数据进行方差分析及多重比较，运用隶属函数求各指标的隶属值，评价5种结缕草属植物的抗旱性。

2 结果与分析

2.1 枯黄率观测

在干旱胁迫下，植物会加速原有叶绿素的分解，因此叶片呈黄褐色。由图1可知，随着干旱的加剧，5种结缕草的枯黄率逐渐升高。品种内，对照与各浓度PEG-6000 处理均有显著差异（P<0.05），各浓度间也存在显著差异（P<0.05）。品种间，5% PEG-6000处理，M11 枯黄率最高，为55%，8H最低，为46%；10% PEG-6000 处理，M11 枯黄率最高，为57%，M7最低，为50%；15% PEG-6000 处理，各品种的枯黄率持续增加，M14 枯黄率最高，为65%，M11最低，为59%。多重比较显示，同一浓度处理下5种结缕草间差异不显著（P>0.05）。

2.2 叶片含水量

干旱胁迫下，植物细胞失水，叶片含水量下降，含水量下降程度越低，植物叶片保水能力越强，植物耐旱性越强[6]。由图2可知，随着PEG-6000 浓度的升高，5种结缕草叶片含水量逐渐下降。品种内，对照与各浓度PEG-6000 处理均有显著差异（P<0.05）。品种间，5%PEG-6000 处理与对照相比，M1的叶片含水量降幅最大，降低16.6个百分点，M11降幅最小，降低3.2个百分点；10%PEG-6000 处理与对照相比，5种结缕草叶片含水量均有所下降，M11的叶片含水量降幅最大，降低17.4个百分点，M14降幅最小，降低8.6个百分点；15% PEG-6000 处理，5种结缕草叶片含水量持续下降，M11降幅最大，降低24.5个百分点，M14降幅最小，降低13.8个百分点。多重比较显示，同一浓度处理下5种结缕草间差异显著（P<0.05）。

2.3 叶绿素a/b

植物叶绿素a/b的变化与植物耐旱性呈负相关。由图3可知，随着PEG-6000 浓度的增加，5种结缕草的叶绿素a/b 均逐渐下降。品种内，对照与各浓度PEG-6000 处理均有显著差异（P<0.05）。品种间，5%PEG-6000 处理，M7 较对照降幅最大，为21.6%，M11降幅最小，为6.6%；10%PEG-6000 处理，与对照相比，5种结缕草的叶绿素a/b 持续下降，M7降幅最大，为24.8%，M14降幅最小，为9.5%；15%PEG-6000 处理，M7降幅最大，为27.5%，M14降幅最小，为9.5%。多重比较显示，同一浓度处理下5种结缕草间差异显著（P<0.05）。

2.4 丙二醛含量测定与分析

丙二醛是植物在胁迫环境下膜脂过氧化作用的主要产物，其含量可用来反映膜脂过氧化程度，含量越高细胞膜损伤程度越大[7-8]。由图4可知，随着PEG-6000 浓度的增加，5种结缕草MDA的含量逐渐增加。品种内，对照与各浓度PEG-6000 处理均有显著差异（P<0.05）。品种间，5%PEG-6000 处理与对照相比，8H 增幅最大，为86.7%，M14 增幅最小，为21.0%；10%PEG-6000 处理与对照相比，M1 增幅最大，为94.7%，M7 增幅最小，为37.5%；15%PEG-6000 处理与对照相比，M1 增幅最大，为94.7%，M7 增幅最小，为56.3%。多重比较显示，同一浓度处理下5种结缕草间差异显著（P<0.05）。

2.5 脯氨酸含量测定与分析

植物细胞中广泛存在着脯氨酸，在胁迫条件下，植物体内的脯氨酸含量会增加。干旱胁迫下植物会分泌脯氨酸，积累量越大，植物的抗旱性就越强。由图5可知，随着PEG-6000 浓度的增加，5种结缕草的脯氨酸含量逐渐增加。品种内，对照与各浓度

PEG-6000 处理均有显著差异（P<0.05）。品种间，5%PEG-6000 处理与对照相比，M1 增幅最大，为106%，M14 增幅最小，为42.9%；10%PEG-6000 处理与对照

相比，5种结缕草均增幅较大，增幅最大的为M11，为258%，增幅最小的为M14，为250%；15%PEG-6000处理与对照相比，5种结缕草增幅均超过3倍，增幅最大的为M11，为362%，最小的为8H，为320%。多重比较显示，同一浓度处理下5种结缕草间差异显著（P<0.05）。

3 隶属函数分析

运用隶属函数法分析5个指标与抗旱性关系，各结缕草的抗旱性由隶属函数的平均阶数确定。由表1可知，其耐旱能力由高到低为M7＞8H＞M11＞M14＞M1。

表1 5种结缕草属植物抗旱指标隶属函数值综合评价

4 结论与讨论

植物的抗旱性是植物对环境变化的适应。叶片含水量的变化反映了植物抗旱能力的强弱，含水量下降幅度越大保水能力越差，说明抗旱能力越弱。韩瑞宏等[9]研究表明，干旱处理时紫花苜蓿会出现严重脱水现象，叶片含水量大幅下降，抗旱能力较弱。本试验结果表明，随着PEG-6000 浓度的增加，5种结缕草的叶片含水量都明显下降。15%处理下均达到最低，M11降幅最大，为24.5个百分点，说明其抗旱能力较弱。植株的生长发育和其本身光合作用相关，叶绿素是植物光合作用过程中的重要色素。一般情况下，干旱胁迫会导致叶绿素含量下降。植物叶片叶绿素含量降幅越小，其抗旱性越强，叶绿素a/b的变化与植物耐旱性呈负相关。陈少裕等[10]研究发现，甘蔗受到干旱胁迫后叶绿素合成受阻，其降解快、含量下降。本试验结果表明，随着PEG-6000 浓度的增加，5种结缕草的叶绿素a/b 均逐渐下降，各浓度下M7的降幅均最大，说明其抗旱性较强。丙二醛是植物在胁迫环境下膜脂过氧化作用的主要产物，其含量反映膜脂过氧化程度，含量越高细胞膜损伤程度越大。本试验结果表明，随着PEG-6000 浓度的升高，5种结缕草丙二醛的含量总体逐渐增加。10%PEG-6000 浓度时M1 和M7的丙二醛含量略有降低，这是植株本身适应干旱胁迫过程的调节反应。10%、15%PEG-6000 浓度时M7的丙二醛增幅均最小，说明其抗旱性较强。脯氨酸含量在植物干旱胁迫时会成倍增加[11]，干旱胁迫下累积的脯氨酸可维持植物细胞一定的含水量，是植物干旱逆境中的一种维持自身正常生命活动的调节方式。本试验结果表明，随着PEG-6000 浓度的增加，5种结缕草脯氨酸含量显著增加。15%PEG-6000 浓度时其含量相对于对照增加3倍以上，M7 和M11 增幅最大，说明其抗旱能力较强。

本试验通过分析影响植物抗旱性相关的5个指标，并运用隶属函数进行综合比较，客观地对5种结缕草的抗旱能力进行了评价，M7的抗旱性最强，筛选出的抗旱性强的品种可进一步应用于自然状态下干旱地区的推广种植。