干旱胁迫对鹰嘴紫云英种子萌发及幼苗叶绿素荧光特性的影响

戴海根，吴宏伟，吴尚卫，崔莹，杨冰，第乙林，赵春旭

（甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，甘肃省草业工程实验室，中‐美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070）

鹰嘴紫云英（Astragalus cicer），别名鹰嘴黄芪，是多年生豆科黄芪属牧草，起源于欧洲温带地区［1］，20世纪70年代引进至我国栽培，具有适应性广、耐受性强、适口性好、营养价值高、皂素含量低等优点，是优质的刈割放牧兼用型豆科牧草［2］，且因其为根茎分蘖型，根系扩张迅速、枝叶生长匍匐、草层覆盖细密、固氮能力强劲，也常被视为优良的水土保持植物［3］。

种子萌发是植物发展的最初始阶段，也是植物发育的最脆弱阶段，受到许多外部和内部因素的调控，如光照、温度、水分、氧气、激素等因素。而水分是种子萌发的决定性因子之一［4］。若环境中水分不足，即在干旱胁迫条件下，植物种子将无法保证能够正常发芽。大量研究表明，干旱胁迫会明显抑制各种植物种子的萌发，如大麦（Hordeum vulgare）［5］、水稻（Oryza sativa）［6］、苜蓿（Medicago sativa）［7］等，其发芽率、发芽指数、胚芽长、胚根长等均呈下降趋势。但也有报道提出［8］，干旱胁迫可以改善种子萌发潜力，种子在一定程度胁迫下可启动应激调节机制，增强其萌发特性和胁迫耐受力。幼苗建立不仅对植物群落演替、维持物种多样性至关重要，而且对植物完成种群更新、实现时空扩散起着决定性作用［9］。所以研究植物幼苗在逆境中的生长，有助于认识植物生命调控及其生态适应特征。叶绿素荧光技术作为一种简便快捷、非破坏性的检测方法，是研究植物光合系统的有效探针，已被广泛应用于植物光合机理和逆境生理研究［10］。通过观测干旱胁迫下叶绿素荧光参数的变化，可以及时反映植物的生理调节状况，快速分析幼苗的光合响应特征，灵活判断光系统的受损严重程度［11］。

对大多数植物而言，种子萌发和幼苗生长阶段对环境胁迫最为敏感，所以常用种子萌发特性及幼苗生长状况来评价植物的抗逆性［12］。在水资源匮乏的今天，干旱胁迫已成为影响种子萌发及幼苗生长的重要环境因子。大量研究表明［13-14］，早期干旱抑制或延迟了作物种子萌发，阻碍了幼苗建立与植物生长，进而导致作物产量下降，严重制约着农业发展。所以对植物抗旱性研究非常重要，而有关鹰嘴紫云英抗旱性研究较少，为此，本研究通过分析不同程度干旱胁迫下鹰嘴紫云英种子萌发及幼苗叶绿素荧光特性，为探索鹰嘴紫云英在干旱环境下的生长响应机制提供理论依据，并为鹰嘴紫云英耐旱能力鉴定、抗旱品种筛选及抗旱对策制定提供一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试鹰嘴紫云英品种为卢塔纳（Lutana），由甘肃创绿草业科技有限公司提供，于2018年9~11月在甘肃农业大学草业学院光照培养室中进行。。

1.2 试验设计

1.2.1 种子萌发试验 采用纸上发芽法［6］。选取成熟、饱满且大小一致的种子，放入98%浓硫酸中浸泡20 min打破种皮障碍［15］，用蒸馏水冲洗干净后对其表面进行全面消毒（70%的酒精溶液浸泡30 s，蒸馏水冲洗3至4次，放入20%的次氯酸钠溶液内浸泡10 min），用无菌水冲洗干净后播种于铺有双层滤纸的培养皿（直径为9 cm）中。每个培养皿内均匀播种50粒种子，并提前在滤纸上浸入4 mL不同浓度的聚乙二醇（PEG‐6000）溶液模拟干旱胁迫，PEG溶液浓度分别为0（无菌水作为对照）、5%、10%、15%、20%、25%、30%，每个处理3个重复。将培养皿放置在人工气候培养箱（16 h，25 ℃，光照强度 3 000 lx；8 h，16 ℃，黑暗）进行种子连续萌发试验，每天观察、记录种子发芽情况，并称重补水，保持胁迫环境稳定。连续4 d无种子发芽则结束萌发试验［16］，并测定每皿胚芽、胚根相关指标。

1.2.2 幼苗生理试验 采用营养液沙培法［17］。将成熟、饱满且大小一致的种子放入70%酒精溶液中消毒30 s，蒸馏水冲洗3至4次，放入20%的次氯酸钠溶液内浸泡10 min，对种子表面进行全面消毒，并在蒸馏水冲洗干净后均匀播种于铺有双层滤纸的培养皿中育苗。种子发芽后播种至装有消毒细沙的培养杯（直径为9 cm，高度为11 cm）中，每杯播种15粒发芽种子，于三叶期保留10株幼苗，每个处理30杯，于光照培养室中培养，白天 16 h，25（±1）℃，光照强度为6 000 lx；夜晚8 h，（20±1）℃。待幼苗生长至40 d后，对其进行PEG‐6000模拟干旱胁迫处理。本试验参考张翠梅［17］关于紫花苜蓿的研究，共设置4个水分胁迫梯度，即清水对照（CK）、轻度（T1）、中度（T2）和重度（T3）胁迫，PEG溶液浓度分别为0、10%、20%、30%，于处理后第0、2、4、6、8、10 d取样，并测定相关生理指标。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 种子萌发特性测定 计算发芽率、发芽势、发芽指数、相对胁迫率，公式［6］如下：

发芽率=试验结束时种子发芽数/供试种子数×100%

发芽势=前7天内种子发芽数/供试种子数×100%

发芽指数=∑（Gt/Dt）

式中：Gt为t天内种子发芽数，Dt为相应发芽天数。

相对胁迫率=（对照发芽率−胁迫发芽率）/对照发芽率×100%。

1.3.2 胚芽、胚根相关指标测定 每皿选择生长较均匀的植株5株，分别测量胚芽与胚根的长度和鲜重后，放入烘箱中105 ℃杀青30 min，65 ℃烘干至恒重后称量干重，进一步计算根芽比、相对含水量、活力指数，公式［6］如下：

根芽比=（胚根长/胚芽长）×100%

相对含水量=（幼苗鲜重−幼苗干重）/幼苗鲜重×100%

活力指数=发芽指数×幼苗干重

1.3.3 光合色素含量测定 使用95%乙醇溶液提取新鲜叶片中光合色素，利用分光光度计测量提取液在665、649、470 nm波长下的吸光度，并通过公式分别计算叶绿素 a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、总叶绿素（Chl）、类胡萝卜素（Car）含量，公式［10］如下：

Chl a=13.95D665nm-6.88D649nm

Chl b=24.96D649nm-7.32D665nm

Chl=6.1D665nm+20.04D649nm

Car=（1000D470nm-2.05Chl a-114.8Chl b）/245

式中：D665nm、D649nm、D470nm分别为提取液在 665、649、470 nm波长下的吸光度。

1.3.4 叶绿素荧光参数测定 采用德国WALZ生产的调制叶绿素荧光仪PAM‐2100在黎明前对植物叶片进行活体测定，照射弱测量光［强度低于1 μmol/（m2·s）］测定初始荧光（Fo），照射饱和脉冲光［强度高于7 000 μmol/（m2·s）测定最大荧光（Fm），等恢复到初始荧光附近打开光化光［强度为 606 μmol/（m2·s）］进行 4~5 min的荧光诱导，达到稳态后再次打开饱和脉冲测量即时荧光（Ft）、即时最大荧光（Fm′），结束荧光测量。于叶绿素荧光仪中直接读取非光化学淬灭系数（NPQ）、光化学淬灭系数（qP）、相对光合电子传递速率（ETR），并计算最大光化学量子产量（Fv/Fm）、实际光化学量子产量（Yield），公式［10］分别如下：

Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm

Yield=（Fm′-Ft）/Fm′。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2016软件进行数据记录和整理，SPSS 20软件进行数据统计和差异显著性分析，Origin 9.0软件制作所有指标柱状图。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对鹰嘴紫云英种子发芽的影响

鹰嘴紫云英种子发芽率、发芽势、发芽指数、相对胁迫率在不同PEG浓度下的变化如图1所示。随PEG浓度不断增加，发芽率、发芽势均呈先升高后下降趋势，发芽率于5%PEG浓度下达到最高值，为67.3%，于30%PEG浓度下达到最低值，仅为1.2%（图1‐A）。发芽势在10%PEG浓度下达到最高值，为63.3%，而在30%PEG浓度下降低至0（图1‐B）。在PEG浓度为5%~15%的模拟干旱胁迫下，发芽率维持在较高水平，与对照差异不显著；而在PEG浓度为20%~30%的干旱胁迫下，发芽率大幅度降低，与对照存在显著差异（P<0.05），分别较对照减少了39.1%、77.2%、95.7%。5%PEG胁迫下，发芽势与对照相近，无显著差异，10%PEG胁迫下，种子发芽势显著高于对照，较对照增加10.5%；15%~30%PEG胁迫下，发芽势大幅度下降，均与对照存在显著差异，分别较对照减少了39.1%、77.2%、95.7%和100%。

图1 干旱胁迫下鹰嘴紫云英种子发芽指标Fig.1 Effect of drought stress on seed germination of Astragalus cicer

随PEG浓度不断增加，发芽指数逐渐降低，于30%PEG浓度下达到最小值，仅为2.0。当PEG浓度为5%时，发芽指数与对照无显著差异；而当PEG浓度大于5%时，发芽指数下降幅度明显，不同处理间均存在显著差异，且与对照均差异显著，分别较对照减少了 21.5%、57.6%、75.9%、87.3%、96.5%（图1‐C）。相对胁迫率随PEG浓度不断增加而升高，于5%PEG浓度下达到最低值。PEG浓度为5%、10%时，相对胁迫率低于对照（对照相对胁迫率为0），均为负值，分别为-9.8%、-5.4%，与对照均无显著差异；PEG浓度为15%时，相对胁迫率转为正值，同样与对照无显著差异；而当PEG浓度为20%~30%时，相对胁迫率大幅度升高，分别为39.1%、77.2%、95.7%，均与对照差异显著（图1‐D）。

2.2 干旱胁迫对鹰嘴紫云英种子生长的影响

鹰嘴紫云英胚芽与胚根长度、幼苗鲜重与干重、根芽比和相对含水量、活力指数的变化如图2所示，在30%PEG下，由于种子发芽数过低，未测得相关指标。随PEG浓度不断增加，胚芽长度逐渐减小，在各胁迫处理下均显著低于对照（P<0.05），且在25%PEG下最小，较对照减少65.3%；胚根长度先增后减，在5%、10%PEG胁迫下显著高于对照，分别较对照增加28.4%、30.7%，而在15%~25%PEG胁迫下，胚根长度逐渐减小，且均显著低于对照，分别较对照减少了16.1%、49.3%、59.3%（图2‐A）。随PEG浓度不断增加，鲜重逐渐减小，且在各胁迫处理下与对照均存在显著差异，在25%PEG下最小，较对照减少83.5%；干重先增后减，于5%PEG浓度下达到最高值，显著高于对照，较对照增加了13.4%，在10%PEG下与对照差异不显著，在15%~25%PEG下分别较对照减少了17.9%、35.4%、63.1%，均显著低于对照（图2‐B）。根芽比随PEG浓度不断增加，呈现先升高后降低的趋势，于10%PEG下有最大值。在5%~15%PEG胁迫下，根芽比均显著高于对照，较对照分别增加了51.9%、75.9%、34.9%；在20%、25%PEG胁迫下，根芽比与对照差异不显著。相对含水量随PEG浓度不断增加而逐渐减小，5%PEG胁迫下与对照差异不显著，10%~25%PEG胁迫下分别较对照减少5.6%、6.8%、13.3%、13.4%，均与对照差异显著（图2‐C）。随PEG浓度不断增加，鹰嘴紫云英种子活力指数呈现先增加后降低的趋势，于5%PEG胁迫下有最大活力，但与对照无显著差异，于10%~25%PEG胁迫下均显著低于对照，分别较对照减小了22.6%、65%、84.3%、95.3%（图2‐D）。

图2 干旱胁迫下鹰嘴紫云英种子生长指标Fig.2 Effect of drought stress on seedgrowth of Astragalus cicer

2.3 干旱胁迫对鹰嘴紫云英幼苗叶片内光合色素含量的影响

不同处理时长下鹰嘴紫云英幼苗叶片内叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和叶绿素a/b在不同程度干旱胁迫处理下的变化如图3所示。随胁迫时间增加，对照及中度胁迫下叶绿素a含量变化不明显，各时间处理间均差异不显著；轻度胁迫下叶绿素a含量变化较小，于胁迫第2天显著低于第6~10天（P<0.05）；重度胁迫下叶绿素a含量呈现先升高后降低趋势，于胁迫第4天达到最大值，显著高于其余各时间处理。在胁迫处理0~8d，叶绿素a含量在对照与胁迫处理之间差异不显著。但处理第10天，重度胁迫下较同期对照降低20.2%，存在显著差异。不同胁迫梯度下所有处理时长的叶绿素a含量平均值排列次序为轻度胁迫>对照>中度胁迫>重度胁迫（图3‐A）。

随胁迫处理时间增加，叶绿素b含量相比对照变化幅度较小，除胁迫第4、6天显著低于第8天外，各时间处理间均差异不显著，于轻度胁迫下总体呈上升趋势，胁迫第10天较0天增加25.8%，于中度胁迫下呈现先升高后降低趋势，变化幅度较大，在胁迫第4天达到峰值（较第0天增加41.6%），于重度胁迫下整体呈下降趋势，胁迫末期降幅较大，胁迫第10天较0天降低22.3%。胁迫第0、2天，各处理间叶绿素b含量差异不显著；胁迫第4、6天，随胁迫程度加深，叶绿素b含量呈现先升高后降低的趋势，于中度胁迫下达到最高值，较同期对照分别增加48.9%、53.8%。在轻度胁迫下显著高于对照，较同期对照分别增加23.0%、25.8%。但重度胁迫下与对照差异不显著；胁迫第8天，轻度、中度胁迫下叶绿素b含量与对照差异不显著，而重度胁迫下叶绿素b含量显著低于对照，较对照减少28.6%；胁迫第10天，随胁迫程度加深，叶绿素b含量先升后降，于轻度胁迫下达到最高值，较对照增加18.8%，于中度、重度胁迫下分别较对照减少16.7%、26.6%，差异显著（图3‐B）。

图3 干旱胁迫下鹰嘴紫云英幼苗叶片内光合色素含量Fig.3 Effect of drought stress on the content of photosynthetic pigments of Astragalus cicer

随胁迫时间增加，对照下类胡萝卜素含量无明显变化，各时间处理间均无显著差异；轻度、中度胁迫下类胡萝卜素含量有一定程度增加，但在各处理时间下与同期对照均无显著差异；而重度胁迫下类胡萝卜素含量呈现先升高后降低趋势，于胁迫中期（胁迫第4、6天）显著高于对照，较对照分别增加23.2%、20.5%（图3‐C）。随胁迫时间增加，对照和轻度胁迫下叶绿素a/b变化较小，各时间处理间均无显著差异，数值分别维持在2.7~3.0和2.4~2.8；中度胁迫下叶绿素a/b先减少后增加，于胁迫第4、6天，较同期对照分别减少27.7%、30.0%，差异显著；而重度胁迫下叶绿素a/b呈先增加后降低趋势，胁迫第4天达到最大值，但在各处理时间下与同期对照均无显著差异（图3‐D）。

2.4 干旱胁迫对鹰嘴紫云英幼苗叶绿素荧光参数的影响

不同处理时间下鹰嘴紫云英最大光化学量子产量（Fv/Fm）、实际光化学量子产量（Yield）、非光化学淬灭系数（NPQ）、光化学淬灭系数（qP）、相对光合电子传递速率（ETR）在不同程度干旱胁迫处理下的变化如图4所增。随胁迫时间增加，对照和轻度胁迫下Fv/Fm变化不明显，各时间处理间均无显著差异，中度、重度胁迫下Fv/Fm总体呈减小趋势，中度胁迫下于处理第6、8天较同期对照减少16.9%、19.0%，重度胁迫下于处理第10天较同期对照减少17.6%，均存在显著差异（P<0.05）（图4‐A）。随胁迫时间增加，Yield在对照下变化幅度较小，各时间处理间均无显著差异，数值维持在0.38~0.42，而在各胁迫处理下均呈先增后减趋势，在轻度、中度胁迫下于处理第4天达到最大值，较0 d分别增加25.8%、24.5%，在重度胁迫下变化最为明显，于处理第2天达到最高值，较0 d增加50.2%。胁迫第2、4、6天，随胁迫程度加深，Yield总体呈增大趋势，于重度胁迫下最大，分别较同期对照增加45.4%、38.1%、21.1%，均存在显著差异；胁迫第8天，各胁迫处理下Yield与对照间差异均不显著；胁迫第10天，轻度胁迫下Yield与对照差异不显著，而中度、重度胁迫下Yield与对照差异显著，分别较同期对照减少34.2%、42.5%（图4‐B）。随胁迫时间增加，对照下NPQ较为稳定，变化幅度较小；轻度胁迫下NPQ呈上升趋势，胁迫前期增幅较大，胁迫后期数值较为稳定且处于较高水平，于胁迫第10天较0 天增加139.0%；中度、重度胁迫下NPQ先升高后降低，均于第6天达到最高值，较0天分别增加92.3%、70.7%。胁迫处理期间，随胁迫程度加深，NPQ均呈先升后降趋势，于轻度胁迫下达到最高值，且均显著高于同期对照。胁迫结束时（胁迫第10天）NPQ于轻度、中度胁迫下显著高于对照，较同期对照增加分别110.6%、36.7%，于重度胁迫下显著低于对照，较同期对照减少19.3%（图4‐C）。

随胁迫时间增加，各胁迫处理下qP呈先升高后降低趋势，重度胁迫下变化幅度最大，于胁迫第2天最高，较0 d增加45.7%，于胁迫第10天最低，较0天增减少38.2%。胁迫第2~6天，随胁迫程度加深，qP均呈上升趋势，于重度胁迫下达到最高值，分别较同期对照增加43.5%、33.8%、21.0%，均存在显著差异；胁迫第8天，轻度、中度胁迫下qP与对照相比差异不显著，而重度胁迫下qP显著低于对照，较对照减少15.1%；胁迫第10天，随胁迫程度加深，qP逐渐减小，于轻度胁迫下较对照差异不显著，于中度、重度胁迫下与对照存在显著差异，分别较同期对照减少21.5%、37.5%。由图4‐E可知，随胁迫时间增加，ETR在对照下变化幅度较小，在轻度胁迫下总体呈下降趋势，在中度、重度胁迫下整体呈先升后降趋势，其中重度胁迫下ETR变化最明显，胁迫前期大幅度上升，于胁迫第2天较0天增加74.2%，胁迫末期迅速下降，于胁迫第10天较0天减少55.3%。胁迫处理第2天，随胁迫程度加深，ETR逐渐增加，轻度胁迫下与对照差异不显著，中度、重度胁迫下与对照差异显著，分别较对照增加20.5%、64.7%；胁迫第4、6天，ETR随胁迫程度加深变化无明显规律，于轻度胁迫下与对照差异不显著，于中度胁迫下增加较为明显，较同期对照分别增加23.3%、15.7%，差异显著；胁迫第8天，轻度、中度、重度胁迫下ETR均显著低于对照，分别较对照减少23.9%、24.1%、14.2%；胁迫第10天，随胁迫程度加深，ETR逐渐减小，轻度、中度、重度胁迫下均显著低于对照，分别较对照减少33.6%、50.6%、61.4%。

图4 干旱胁迫下鹰嘴紫云英叶绿素荧光参数Fig.4 Effect of drought stress on chlorophyll fluorescence parameters of Astragalus cicer

3 讨论

种子萌发作为植被更新的关键阶段，是植物建立过程中的重要一环，调控着植被更新速率及定植范围，影响着作物种植密度及生产成败。本研究表明，随PEG浓度升高，鹰嘴紫云英种子发芽率、发芽势呈先增后减趋势，发芽率于5%PEG下达到最大值，发芽势于10%PEG下达到最大值，相对胁迫率于5%PEG下为最小负值，说明较低程度干旱胁迫可一定程度上促进鹰嘴紫云英种子萌发，这与杨利艳等［8］研究相同。而当PEG浓度大于10%时，鹰嘴紫云英种子萌发受到明显抑制，随胁迫程度加剧，发芽率、发芽势、发芽指数等均呈明显下降趋势，相对胁迫率大幅度上升，这是由于在高浓度干旱胁迫下，环境中溶液渗透压过高，种子获取水分的速度大大降低，吸水量显著减少，导致细胞代谢活动严重受阻，从而推迟或阻碍了种子萌发［18］。种子萌发后的胚发育状况及活力指数决定着幼苗的生存能力，是植物能否建植成功的关键。本试验中，随干旱胁迫程度加深，胚根长度、幼苗干重和活力指数均先增加后减少，均于5%或10%轻度PEG胁迫下达到最大值，可见鹰嘴紫云英在其萌发生长过程中对干旱逆境产生了相应的适应机制，在较低水平胁迫下，种子活力增强，胚根生长加快，有助于幼苗吸收更多的水分与养分，进而减弱干旱胁迫对植物生长造成的的负面影响，这与前人研究［19］相同。而随胁迫程度继续加剧，幼苗生长逐渐受到抑制，胚芽及胚根长度、鲜重、干重、相对含水量均逐渐减少，活力指数逐渐趋近于0，这是因为在过度干旱胁迫下，环境中水分有限，胚根吸水困难，细胞逐渐失水，其增殖与发育受到抑制，从而造成了幼苗生长的减慢或停滞［20］。

光合色素是影响植物光合作用的关键因素之一，主要包括叶绿素和类胡萝卜素，是植物在光合反应中捕获光能并产生还原性能量（如ATP、NADPH等）的关键物质，对植物而言至关重要。叶绿素a和叶绿素b是高等植物中大量存在的叶绿素，其含量是植物叶片光合能力和生长状况的鉴定指标，含量比值在叶片中通常为3：1。类胡萝卜素是人体必需的色素，也是叶绿素捕获光能的辅助色素，在光合作用中起着不可忽视的作用。有研究报道［21］，光合色素含量可以反映植物在干旱胁迫下受损的程度，随干旱胁迫程度增加，植物光合色素合成受到抑制，产量逐渐减少。苟蓉［22］在构树（（Broussonetia papyrifera））幼苗抗旱研究中发现，随胁迫程度加深，叶绿素a、叶绿素b含量均呈先增后减趋势，类胡萝卜素含量和叶绿素a/b不断增加，且轻度、中度胁迫下叶绿素a、叶绿素b含量显著高于对照，中度、重度胁迫下类胡萝卜素含量和叶绿素a/b显著高于对照。同样，在赤霞珠（Cabernet Sauvignon）葡萄中也发现［23］，干旱胁迫增加了除新梢基部外所有叶片中类胡萝卜素含量，除上部叶片外所有叶片中叶绿素含量在中度胁迫下均有一定程度增加，而在重度胁迫下显著降低。李丹丹［24］发现随PEG浓度增加，苜蓿叶片中叶绿素含量先增加后减少，其中雷达克之星在15%PEG胁迫下达到最高值，保定苜蓿在5%PEG胁迫下达到最高值。

本研究中发现，轻度胁迫下，鹰嘴紫云英幼苗叶片内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量与对照相比均有一定程度上升，这与前人［24］研究相同。中度胁迫下，叶绿素a变化不明显，叶绿素b含量随胁迫时间增加先升高后下降，叶绿素a/b于胁迫中期明显降低，这可能是由于叶绿素b对干旱胁迫敏感度高于叶绿素a，干旱胁迫中期，产生了更多的叶绿素b，导致叶绿素a/b降低［25］。而在重度胁迫下，类胡萝卜素含量于胁迫中期显著高于对照（P<0.05），叶绿素a、叶绿素b含量于胁迫末期显著低于对照，这可能是因为在胁迫中期鹰嘴紫云英利用叶黄素循环中的环氧化酶和脱环氧化酶催化反应，在增加类胡萝卜素含量的同时，消耗掉过量的电子和活性氧，避免细胞内类囊体膜产生损伤，保护叶绿素免受光氧化伤害，帮助光合系统在缺水状态下正常运转［26］，而在过度干旱胁迫下，叶绿体受到损害，叶绿素合成受阻、分解加快，含量逐渐降低［22］。

通常情况下，叶绿体拥有3种光能转换途径：光合电子传递、叶绿素荧光释放和热耗散，它们之间存在着此消彼长的高度关联性［10］。叶绿素荧光技术作为研究植物光合作用的有效探针，可以通过测量叶绿素荧光参数变化分析植物在干旱下的光合响应特征，了解光系统在逆境下的受损严重程度［11］。最大光化学量子产量（Fv/Fm）反映光系统 II（PSII）中天线色素吸收并转化光能的能力，是体现光反应抑制程度的可靠指标；实际光化学量子产量（Yield）反映PSⅡ部分关闭时的原初光能捕获效率，为光化学反应利用的能量占总吸收光能的比例；非光化学淬灭系数（NPQ）反映PSⅡ反应中心的散热状况，即天线色素吸收的光能不用于光合电子传递，而以热能形式耗散的情况，可在光能过剩时保护光合系统；光化学淬灭系数（qP）反映PSII反应中心的开放程度，可在一定程度上代表PSII的电子传递活性；相对光合电子传递速率（ETR）反映光化学反应中用于碳固定的电子传递情况，代表电荷分离产生的电子沿电子传递链向下传递的速率。有研究［27］报道，随干旱胁迫时间延长，紫花苜蓿幼苗中Fv/Fm、Yield、qP和ETR逐渐减小，且叶绿素荧光特性因子对陇中苜蓿（Medicago sativacv.Longdong）幼苗抗旱性影响最大。在地被植物抗旱研究［11］中发现，干旱胁迫导致鸢尾（Iris tectorum）和景天（Sedum erythrostictum）幼苗Fv/Fm和Yield大幅度降低，NPQ明显上升。张玉玉等［10］测定侧柏（Platycladus orienta⁃lis）幼苗叶绿素荧光参数时也发现，干旱胁迫降低了Fv/Fm、Yield和ETR，而增加了NPQ。

本研究发现，轻度胁迫下，鹰嘴紫云英幼苗NPQ上升幅度较大，ETR于胁迫末期明显减小，而其余荧光参数无明显变化，说明轻度干旱胁迫对鹰嘴紫云英影响较小，幼苗叶片中光合电子传递速率虽然降低，但吸收的多余光能可以通过热耗散方式来释放，以此来保障光系统正常运行［10］。中度胁迫下，随胁迫时间增加，Fv/Fm、ETR逐渐减小，而NPQ明显增加，这与康红梅等［11］研究结果相同。重度胁迫下，Fv/Fm显著降低，Yield、qP、NPQ、ETR随胁迫时间延长均呈先增加后减少趋势，这可能是由于在干旱胁迫前期，鹰嘴紫云英幼苗内光保护机制启动，采取加快电子传递效率、提升光化学电子产量等生理调节措施来适应逆境，并通过增强热耗散来消耗过剩的激发能量［28］，而随胁迫时间持续增加，光合器官逐渐受损，电子传递受限，热耗散性能下降，当进入胁迫末期时，光合系统受到严重破坏，反应中心进入关闭状态，荧光参数显著下降［29］。

4 结论

（1）轻度干旱胁迫（5%~10%PEG）下，种子萌发和胚根生长得到一定程度促进，发芽势、胚根长度于10%PEG下较对照分别增加10.5%、30.7%，差异显著（P<0.05），而随胁迫程度继续加深，种子萌发及生长受到明显抑制，于30%PEG下，发芽率趋近于0，相对胁迫率趋近于100%，于25%PEG下，胚芽及胚根长度分别较对照显著减少65.3%、59.3%。

（2）轻度胁迫下，光合色素含量小幅度上升，NPQ显著增加，第10天较对照增加110.6%；中度胁迫下，叶绿素b含量、NPQ呈先升高后降低趋势，Yield、ETR于胁迫末期显著降低，第10天较对照分别减少34.2%、50.6%；重度胁迫下，叶绿素含量呈降低趋势，而类胡萝卜素含量于胁迫中期明显增加，第6天较对照增加20.5%，Yield、ETR于胁迫后期明显减小，第10天较对照分别减少42.5%、61.4%。

（3）综合而言，鹰嘴紫云英对轻度、中度干旱胁迫具有较强耐受性，能通过在幼苗期提升叶片内光合色素含量、加快光合电子传递速率、增加光化学电子产量、增强热耗散性能等一系列生理调节措施来减少胁迫伤害，从而更好地适应逆境；而对重度干旱胁迫抵抗性较差，种子萌发及生长受到严重抑制，幼苗光合系统受到严重破坏，叶绿素含量明显减少，荧光参数显著下降。