全 文 ：干旱胁迫对裸燕麦幼苗生长的影响
刘文英，周 凤，杨瑞卿，刘小翠，王志超
（山西大同大学生命科学学院，山西大同 037009）
摘 要：以“晋燕 14号”裸燕麦为研究对象，进行人工盆栽，在第四子叶期进行生长指标测量，对其苗期叶片
进行抗旱性研究。测定裸燕麦幼苗叶片在干旱胁迫下叶绿素含量、电导率、游离脯氨酸含量、株高、干重以及鲜重
的变化情况。结果表明，与对照组相比，在干旱胁迫条件下，裸燕麦的电导率逐渐上升，叶绿素 a、叶绿素 b和叶绿
素 a＋b含量具有上升的趋势，游离的脯氨酸含量也逐渐上升，但其株高和鲜重以及干重却呈下降趋势。因此对叶片
的叶绿素含量、电导率、游离脯氨酸的测定可以作为裸燕麦抗旱鉴定的生理生化指标。
关键词：干旱胁迫；裸燕麦；游离脯氨酸含量；电导率；叶绿素含量
中图分类号: 5512．6 文献标识码: A
收稿日期：2012－08－08
基金项目：山西大同大学博士科研资助项目［2009－B－16］
作者简介：刘文英（1981－），女，山西大同人，博士，讲师，研究方向：植物基因克隆。
文章编号：1674－0874（2013）04－0053－03
第 29卷第 4期 山西大同大学学报(自然科学版) Vol.29.No.4
2013年 8月 Journal of Shanxi Datong University(Natural Science) Aug 2013
裸燕麦 (Avena nuda L.), 也叫铃铛麦、莜麦等,
属禾本科燕麦属。作为我国高寒地区的主要粮食作
物, 它的秸草是饲养牲畜的良好饲草[1]。裸燕麦的主
要营养成分为蛋白质、脂肪 (主要是不饱和脂肪酸)、
热能、粗纤维、矿物质, 并且这些成分都高于其他谷
类作物, 营养成分极全、价值极高。此外, 裸燕麦籽
粒中维生素 E、维生素 B1、维生素 B2含量极高, 还
含有水稻、小麦、玉米等其它谷类作物没有的皂素。
干旱的环境条件对植物的生长有着相当不利
的影响, 主要包括: ①干旱打破了植物体内的生理
平衡, 活性氧(AOS)增加, 从而使植物的蛋白质受到
损伤脂膜过氧化, 严重时甚至会引起植物死亡。②
干旱使膜的结构与通透性发生改变, 使细胞膜失去
半透性, 引起胞内脯氨酸和一些糖类物质的外渗。
③干旱条件下植物的气孔关闭从而阻止外界 CO2
的进入降低了植物的光合作用, 同时植物叶片的气
孔关闭使植物发生了光抑制作用破坏了植物的叶
绿体, 以致使植物的光合机构的结构和活性遭到破
坏。④干旱条件下, 植物为了适应逆境使叶片气孔
缩小, 气孔阻力增加, 从而使蒸腾速率的下降速率
大于净光合速率, 使植物的水分利用效率 (WUE)增
加,导致植物死亡[2]。
本实验主要研究裸燕麦在干旱条件下的生理
生态适应性, 即植物的抗旱性。结果表明, 在干旱胁
迫实验条件下, 随着幼苗的逐渐成长, 其电导率, 叶
绿素 a、叶绿素 b和叶绿素 a+b, 及其游离的脯氨酸
含量逐渐上升, 而相对应的株高和鲜重以及干重呈
下降趋势。
1 材料与方法
1.1材料
本实验主要以裸燕麦品种“晋燕 14号”为研究
对象。
1.2方法
选取饱满无残缺的裸燕麦种子若干粒, 经 75%
乙醇消毒后播种于 6个花盆中, 每个花盆 20粒, 在
15 ~ 20 ℃、光照度在 20 000 lx、温度为 28 / 20
度、湿度在 70% 左右的光照培养箱里培养,每天定
时定量浇水和营养液, 以保持花盆内水分不干为宜,
等幼苗长到第四子叶期时, 取长势相近的盆栽裸燕
麦幼苗, 对其进行干旱处理 (不浇水), 并设对照组
(正常浇水和营养液), 定时测量裸燕麦的株高、干重
和鲜重、电导率、叶绿素含量、游离脯氨酸含量[3-4]。
2 结果与分析
2.1干旱处理对裸燕麦幼苗的株高的影响
株高是裸燕麦的重要生长指标, 对于裸燕麦的
产量具有重要的影响。由图 1可见与对照组相比,随
着干旱胁迫时间的增加裸燕麦株高呈下降趋势。表
明干旱胁迫抑制裸燕麦株高的生长, 使裸燕麦株高
02
4
6
8
1 2 3 4
a
m
g
g-
1 ,
,,,
叶
绿
素
a
的
含
量
蛐m
g·
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1
胁迫时间 蛐 d
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0
0.05
0.1
0 2 4 6
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片
干
重
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胁迫时间 蛐 d
0
10
20
30
40
0 2 4 6
cm
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胁迫时间 蛐 d
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
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重
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胁迫时间 蛐 d
0
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2
3
4
1 2 3 4
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1)
胁迫时间 蛐 d
叶
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b
的
含
量
蛐m
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g－
1
0
2
4
6
8
10
1 2 3 4
a
+b
m
g
g-
1)
胁迫时间 蛐 d
叶
绿
素
a＋
b
含
量
蛐m
g·
g－
1
生长速率变慢, 衰退速率变快。
图1 干旱处理影响裸燕麦幼苗的株高
2. 2干旱处理对裸燕麦幼苗叶片干重的影响
干重是植物的生物产量, 干旱胁迫对裸燕麦幼
苗干重积累的影响如图 2所示, 与对照组相比, 随
着干旱胁迫时间的延长裸燕麦叶片的干重越来越
低, 并且随着干旱胁迫的加重叶片干重差异越来越
明显, 尤其是到了第 6 d差异越显著, 表明干旱胁
迫抑制裸燕麦干重的积累。
图2 干旱处理影响裸燕麦幼苗叶片干重的的变化
2. 3干旱处理对裸燕麦幼苗叶片鲜重的影响
在干旱胁迫下, 裸燕麦叶鲜重呈现下降趋势,
各处理间有较明显的差异。在轻度干旱胁迫时, 幼
苗叶片鲜重变化不大, 在中度和严重干旱胁迫下,裸
燕麦幼苗的鲜重下降较为明显, 与对照组呈现出很
大的差异。图 3显示, 干旱越严重, 裸燕麦幼苗生长
受到的影响和抑制就越明显。
图3 干旱处理影响裸燕麦幼苗叶片鲜重的变化
2.4干旱胁迫对裸燕麦幼苗叶片绿素含量的影响
植物体内的叶绿素主要分为 2种, 分别是叶绿
素 a 和叶绿素 b, 它们在光合作用中起着重要的作
用, 是最重要和最有效的色素, 同时也影响植物的
生长。由图 4 ~ 6可知, 随着裸燕麦受干旱胁迫时间
的加长, 裸燕麦幼苗叶片叶绿素 a 和叶绿素 b 在干
旱胁迫(DS)的开始一段时期上升的幅度并不明显。
随着干旱处理时间的延长, 胁迫程度逐渐加剧, 叶
绿素 a 和叶绿素 b都表现出明显的变化, 叶绿素总
含量也表现出了相同趋势。方差分析表明, 干旱胁
迫迫条件下差异显著。在干旱胁迫下, 叶绿素 a, b
和总叶绿素含量整体都要高于正常生长条件下的对
照(CK)的含量,说明干旱胁迫处理对裸燕麦幼苗的叶
绿素的合成起着促进的作用,裸燕麦植株体内水分含
量的降低没有伤害到叶绿体和线粒体的生长[6]。随着
干旱胁迫处理时间的延长, 植株体内叶绿素 a和 b
的含量都表现为逐渐上升的趋势, 裸燕麦叶片叶绿
素总含量随胁迫时间的延长也具有上升的趋势。
图4 干旱处理影响裸燕麦幼苗叶片绿素a含量的变化
图5 干旱处理影响裸燕麦幼苗叶片绿素b含量的变化
图6 干旱处理影响对裸燕麦幼苗叶片绿素
a+b含量的变化
山西大同大学学报（自然科学版） 2013年·54·
0%
20%
40%
60%
80%
1 2 3 4
%
胁迫时间 蛐 d
相
对
电
导
率
蛐％
2.5干旱胁迫对裸燕麦幼苗叶片电导率的影响
植物细胞膜具有维持细胞的微环境和正常代
谢的作用。当植物受到逆境影响时, 细胞膜被破坏,
膜的透性增大, 从而使电解质从细胞内渗出, 以致
植物幼苗叶片的相对电导率增大。结果表明(图 7)电
导率随干旱胁迫时间的延长而上升, 说明植物在受
到干旱胁迫时, 电导率变化的总趋势是升高的, 但
在逆境胁迫初期或轻度受伤时, 普遍有一个缓慢变
化的阶段, 这可能是植物的自我保护功能[5]。随着干
旱胁迫的加重和时间的延长, 电导率迅速增加, 说
明膜结构受到的损伤愈严重, 抗旱能力愈弱, 从而
导致植物的伤害, 直至死亡。
图7 干旱处理影响裸燕麦幼苗叶片电导率的变化
2.6干旱处理对裸燕麦幼苗叶片中游离的脯氨酸含
量的影响
脯氨酸是植物体内的一种重要的渗透调节物
质, 在正常条件下含量较低, 当植物处于一些不利
的逆境条件时, 体内脯氨酸含量便开始增加, 有利
于植物抵御不良的环境胁迫, 进行各种渗透调节作
用。在 520 nm下测定 5个样本脯氨酸含量的变化
分别为 0．257，0．403，0．495，0．562，0．627 mg 蛐 g,
与正常生长条件下的对照组进行比较, 干旱胁迫
处理后裸燕麦叶片中脯氨酸的含量得到了明显的
提高。
3 讨论
裸燕麦是一种重要的高寒区农作物, 有着丰富
的营养价值。但是不良的生长环境影响了植物的生
长发育和丰产。
当受到干旱胁迫影响时, 植物体内整体缺水明
显, 影响了正常的生长发育, 表现出一系列的生理
生化的指标的变化。本试验表明: 在干旱胁迫下, 裸
燕麦的株高、鲜重、干重都比正常生长条件有不同
程度的下降, 裸燕麦叶片的电导率随胁迫程度的加
剧而上升, 这说明干旱胁迫下裸燕麦叶片膜脂过氧
化作用加强, 膜系统受到破坏, 膜透性增加[6-9]。叶绿
素的含量没有下降。说明干旱胁迫处理裸燕麦, 没
有影响到叶绿素的合成, 说明裸燕麦在一定程度上
具有一些抗旱性。裸燕麦体内的脯氨酸含量增加
了, 说明在干旱胁迫处理下, 裸燕麦表现出了一定
的抗逆性, 来维持细胞的水分和一些正常的功能。
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A Study of Avena Nuda L．Seeding under Drought Stress
LIU Wen－ying，ZHOU Feng，YANG Rui－qin，LIU Xiao－cui，WANG Zhi－chao
（School of Life Science，Shanxi Datong University，Datong Shanxi，037009）
（下转第 75页）
刘文英等：干旱胁迫对裸燕麦幼苗生长的影响2013年 ·55·
（上接第 55页）
Abstract：The ＂Jinyan 14＂ avena nuda L． are planted in pots． In the fourth cotyledon stage，the growth index and drought re－
sistance of leaves are measured． The items include chlorophyll content，conductivity，free prolines content，plant height，dry weight，
and weight changes． Results show that under drought stress，compared with the control group，the conductivity increases gradually，
the chlorophyll a，chlorophyll b，chlorophyll a＋b and free prolines content imcrease too． But the height and weight decrease． Thus，
the items measured can be the physiological and biochemical indicators of drought resistance．
Key words：drought stress；avena nuda L．；free prolines content；conductivity；chlorophyll content
〔责任编辑 杨德兵〕
[4]王启明. 红岭煤矿 15101综放工作面瓦斯治理技术实践 [J]. 山西煤炭, 2010(10): 51 - 53.
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[6]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局. 防治煤与瓦斯突出规定 [M]. 北京: 煤炭工业出版社, 2009.
On the Vetilation of Face 12501 of Tunlan Mine and Prevention and Cure Counterplan of
Coal and Gas Overhang
WANG Bing－ying
（Tunlan Mine of Shanxi Coal Electricity Company，Shanxi Coking Coal Group Co． LTD．，Taiyuan Shanxi，030206）
Abstract：Face 12501 is located in Wupan Area of Tunlan Coal Mine． Inclined Longwall retreating mining and full－seam cut－
ting，all collapse comprehensive mechanized coal mining method is used here． The face applies Y－type vetilation：rubber belt road－
way，track vetilation，return air of gob－side entry and south wing roadway． Besides，it applies vetilation and drainage to control gas
and quaternity method to prevent coal and gas overhang． Since it was put into production，these measures were effective and worth
summarizing and studying．
Key words：mining under pressure；Y－type vetilation；gob－side entry；gas drainage；partial comprehensive outburst preven－
tion
〔责任编辑 石白云〕
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
2013年 王丙迎：屯兰矿 12501工作面通风及防治煤与瓦斯突出方法的研究 ·75·