鲜食葡萄品种苗期抗旱性初步研究

古力扎提·包尔汗，古丽巴哈尔·萨比尔，艾孜买提·艾尼，艾尼沙·阿不力孜，左开云，周 龙

（新疆农业大学林学与园艺学院，新疆乌鲁木齐 835502）

0 引言

干旱作为全球性的自然灾害之一，严重影响着农业生产与生态环境[1]。据报道，全球有50多个国家和地区近1/2的耕地处于干旱半干旱区[2]。在中国，干旱和半干旱地区约占土地面积的一半，干旱严重阻碍了植物的生长，导致大量作物产量下降[3]。葡萄（Vitis vinifera）是一种富含人体所需营养元素、口味鲜嫩的浆果类水果[4]，在世界各地均有栽培。其中，新疆是中国葡萄栽培面积最大的省区，新疆地处欧亚大陆腹地，降雨量稀少，水分蒸发强烈，水资源短缺，是我国典型的干旱、半干旱地区[5]。因此，干旱成为制约葡萄产业发展的重要影响因素。

葡萄在受到水分胁迫时，直接表现为叶片萎蔫和根系生长不良[6]。当葡萄长期处于干旱环境时，其体内的生理生化过程会发生一系列变化，惠竹梅等[7]指出干旱胁迫下葡萄叶片中的脯氨酸、丙二醛等含量增加，且随着胁迫的加剧而升高。邬燕等[8]研究发现，随着干旱胁迫加剧，过氧化物酶、超氧化物歧化酶等表现为先升高后下降的趋势，采用隶属函数法进行评价，“贝达”表现出强抗旱性。

关于葡萄抗旱性研究已有众多报道，主要集中在葡萄砧木、野生葡萄及酿酒葡萄的抗旱性评价上，对引进葡萄品种与当地主栽品种抗旱性比较分析却鲜有报道。以新疆当地主栽品种和鲜食品种作为研究对象，采用盆栽试验，比较分析不同水分胁迫对葡萄苗期形态特征及生理生化指标的影响，鉴定其抗旱性，为鲜食葡萄在干旱地区的推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验以2个葡萄品种，“阳光玫瑰”和“火焰无核”为研究材料。

1.2 试验设计

试验地位于新疆农业大学园艺学院。将葡萄幼苗种植于上口直径25 cm、下口直径20 cm和高25 cm的塑料花盆中，营养土的质量为5 kg/盆，栽植葡萄幼苗1株/盆。将长势均一的葡萄苗置于4种不同的土壤相对含水量中，土壤相对含水量分别为20%（重度干旱胁迫）、40%（中度干旱胁迫）、60%（轻度干旱胁迫）和80%（对照），1个处理6盆重复，10个品种共240盆。每天9：00对所有苗木进行称重补水，维持在4个相应的土壤相对含水量水平，控制水分直至严重干旱胁迫状态下1/3的叶片出现50%黄化干枯甚至脱落，胁迫共持续15天。搭建简易遮雨棚用于防止雨水洗淋。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 形态指标测定。在干旱胁迫处理的0天、5天、10天、15天、20天对每个处理所标记苗木进行茎、叶片和新梢的测定。茎节长度：采用直尺测量葡萄植株从基部数第7～8片叶的距离，精确度为0.1 cm。茎节粗度：用游标卡尺测量葡萄植株从基部数第7～8片叶茎节的粗度，精确度为0.01 mm。叶长和叶宽：采用直尺测量葡萄植株从基部数第8片叶长、叶宽，精准度为0.1 cm。新梢生长量=对照株高-处理株高。

1.3.2 生理生化指标测定。采集葡萄新梢从基部数至第5片叶，用打孔器在第5片叶上取10个直径0.6 cm叶圆片，置于装有7 ml蒸馏水的离心管中静置8 h，用电导率仪测定初始电导率（E1），然后将装有样品的离心管置于水中煮沸30 min，冷却至室温测定总电导率（E2），计算相对电导率（%）=（E2-E1）/E2×100%。根系活力测定采用TTC法[9]。2个葡萄品种于干旱胁迫第20天后，采集叶片用于各种生理生化指标测定。脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮法[10]，丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定[11]，超氧化物歧化酶（SO天）和过氧化物酶（PO天）的测定分别采用氮蓝四唑法和愈创木酚法[12]。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据处理及图的绘制。

2 试验结果分析

2.1 不同水分胁迫对2种鲜食葡萄品种形态指标的影响

不同干旱胁迫对2种鲜食葡萄品种形态指标的影响不同（图1）。研究发现，轻度、中度和重度干旱胁迫下的茎节长度和茎节粗度均大于对照，且随着胁迫的加剧而增大；其中，茎节粗度的变化大于茎节长度的变化。2个品种叶片长度和宽度也是随着干旱胁迫的加剧而增大，但2个品种间无明显差异。就新梢生长量而言，轻度干旱胁迫下，“阳关玫瑰”的新梢生长量小于对照，但中度和重度胁迫下均高于对照；“火焰无核”的新梢生长量随着胁迫程度的加剧而升高。

图1 不同水分胁迫对2个鲜食葡萄品种形态指标的影响

2.2 不同水分胁迫对2个鲜食葡萄品种叶片生理指标的影响

不同干旱胁迫对2个鲜食葡萄品种叶片生理指标均有不同程度的影响（图2）。2个品种在轻度、中度和重度干旱胁迫下的相对电导率均大于其对照，且随着胁迫的加剧而增大，其中，在重度胁迫下的相对电导率增幅最大。脯氨酸含量也是随着干旱胁迫的加剧呈现上升趋势，在轻度胁迫下，2个品种脯氨酸含量无明显差异，但在中度和重度胁迫下，“阳光玫瑰”的脯氨酸含量大于“火焰无核”。

图2 不同水分胁迫对2个鲜食葡萄品种叶片生理指标的影响

当葡萄幼苗受到干旱胁迫时，其体内的丙二醛含量会相对增大，且不同品种的增加量不同。可以发现，“阳光玫瑰”丙二醛含量呈现先上升后降低的趋势，“火焰无核”则呈现持续上升的趋势，且在中度和重度胁迫下，“火焰无核”的丙二醛含量大于“阳光玫瑰”。2个品种在不同程度干旱胁迫下的根系活力均小于对照，且随着胁迫的加剧逐渐降低，但2个品种间无明显差异。

2.3 不同水分胁迫对2个鲜食葡萄品种叶片生化指标的影响

在轻度、中度和重度干旱胁迫下，2个鲜食葡萄品种过氧化物酶和超氧化物歧化酶含量受到了不同程度的影响。“阳光玫瑰”的过氧化物酶含量随着干旱胁迫的加剧而升高，“火焰无核”则表现为先上升后下降的趋势。2个品种超氧化物歧化酶均表现出先上升后下降趋势，在中度胁迫下含量最高（图3）。

图3 不同水分胁迫对2个鲜食葡萄品种叶片生化指标的影响

3 结论

3.1 干旱胁迫对鲜食葡萄形态指标的影响

水分是作物生长的必要因素，直接影响其生长发育。植物在受到干旱胁迫时，形态结构会发生变化，主要体现在植株茎、叶片等的生长上[13]，茎作为植物体内主要的传输组织，干旱胁迫会影响其长度和粗度，进而影响水分的运输[14]。随着干旱胁迫的加剧，2种鲜食葡萄的茎节长度、宽度、叶长叶宽呈现增大的趋势，说明干旱胁迫可能会促进葡萄植株的生长，以适应干旱的生长环境。

3.2 干旱胁迫对鲜食葡萄生理指标的影响

相对电导率是观测植物细胞膜状况的一个重要生理指标。逆境条件会造成膜蛋白损伤，从而引起胞液外渗，电导率也随之增加，电导率越高，上升幅度越大，细胞的膜透性越差[15]。丙二醛含量与细胞膜受损状况密切相关，一般认为丙二醛含量的增加与受损程度成正比[16]。相对电导率和丙二醛含量随着干旱胁迫的加剧而升高，说明在持续的干旱胁迫下，葡萄叶片组织的保护能力衰退。其中，重度胁迫下，“阳光玫瑰”的丙二醛含量呈降低趋势，且显著低于“火焰无核”，表明在重度干旱胁迫下，“阳光玫瑰”表现出了更强的抗旱能力。

脯氨酸是植物渗透调节的产物，当植物处于干旱环境下，叶片内会积累大量脯氨酸来参与渗透调节维持细胞稳态[17]。本研究中，“阳光玫瑰”的脯氨酸含量呈现持续上升的状态，“火焰无核”则表现为先上升后降低，且“阳光玫瑰”的脯氨酸含量始终高于“火焰无核”，表明在干旱胁迫下，“阳光玫瑰”的渗透调节能力更好。根系能最早感受逆境信号，根系活力大小反映了根系的代谢能力，直接影响植株的抗逆性[18]。2个鲜食葡萄品种的根系活力均随着干旱胁迫的加剧而降低，这与王宝增[19]对玉米抗旱性的研究结果一致。

3.3 干旱胁迫对鲜食葡萄生化指标的影响

当植物在受到逆境胁迫时，植株体内的活性氧含量会增加，这时，植物体内用于清除多余活性氧的过氧化物酶等起作用。本研究中，“阳光玫瑰”的过氧化物酶含量随着干旱胁迫的加剧而升高，“火焰无核”则表现为先上升后下降的趋势，说明在干旱胁迫下，“阳光玫瑰”清除活性氧的能力强于“火焰无核”。“火焰无核”呈现先上升后降低的趋势，这可能是因为当干旱加剧到一定程度时，细胞的抗氧化能力减弱，对干旱的适应能力显著下降，这与张文辉等[20]在栓皮栎幼苗上的研究结果相似。