全 文 ：第 30 卷 第 5 期 热 带 作 物 学 报 Vol．30 No．5
2009 年 5 月 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS May.2009
基金项目： 科技部农业成果转化项目（No. 2007GB2C400151）， 科技部星火计划项目（No. 2007EA720019）， 福建省农业科学院科技创新团队
建设基金（No. STIF-Y01）资助。
作者简介： 赵雅静， 女， 1984 年生， 在读硕士研究生。 研究方向： 植物营养与环境生态。
* 通讯作者， 翁伯琦， E-mail： boqiweng@yahoo.com.cn。
收稿日期： 2009-03-17 修回日期： 2009-04-29
圆叶决明辐射选育新品系 86134R1的抗旱生理
赵雅静 1,2， 翁伯琦 2*， 王义祥 2， 徐国忠 2
1福建农林大学资源与环境学院， 福州 350002；
2福建省农业科学院农业生态研究所， 福州 350013
摘要 以闽引圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）CPI86134 及其辐射选育新品系 86134R1 为材料， 采用盆栽控水
试验的方法， 研究干旱胁迫对其叶片若干生理指标的影响。 结果表明： 随着干旱胁迫程度的加重和胁迫时间的
延长， 圆叶决明的叶片保水力和脯氨酸含量呈上升趋势， 叶片相对含水量和叶绿素含量呈下降趋势； 而可溶性
蛋白质含量随干旱胁迫程度的加重而升高， 随胁迫时间的延长而降低。 通过对干旱胁迫下 CPI86134 与 86134R1
几项抗旱生理指标的比较， 显示辐射选育新品系 86134R1 比 CPI86134 具有更好的耐旱性。
关键词 圆叶决明； 干旱胁迫； 生理代谢
中图分类号 S542
圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia cv. Wynn）作为一种优良热带牧草， 1987 年由福建省农业科学院从
澳大利亚引进， 并在闽北红壤山地成功种植， 成为当地一种重要的豆科牧草资源。 作为热带植物， 圆叶
决明喜高温， 虽然具有一定的耐旱能力， 但由于丘陵红壤地力贫瘠， 土壤酸、 板、 粘， 通气性极差， 有
效水含量少， 尽管年降水量达到 1 200～2 500 mm， 但由于时空分配极不均匀， 干、 湿季节十分明显， 常
引起季节性干旱， 这就需要加强抗旱性强、 产量高、 品质好的牧草品种的选育研究。 作物辐射育种具有
较高的变异频率和较大的变异范围， 易于创造新的资源材料与类型， 经过 60Co-γ 射线选育出的圆叶决明
辐射新品系的适应性、 抗性和丰产性等特性都表现出显著的差异， 作为一种优质的丘陵山地红壤改良的
绿肥和牧草品种值得深入研究和广泛推广。 目前关于热带、 亚热带红壤山地豆科牧草品种抗旱性的研究
报道还不多见， 有关圆叶决明抗旱性的研究报道也很少 [1，2]。 本研究选用有代表性的圆叶决明辐射选育新
品系 86134R1 作为试验材料， 采用盆栽控水试验的方法探讨其在不同干旱胁迫条件下的耐旱性表现， 以
期为进一步深入开展圆叶决明选育和耐旱性研究提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料为闽引圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）CPI86134 及其辐射选育后代 86134R1。 闽引圆叶
决明 CPI86134 为半直立型多年生草本植物， 辐射后代 86134R1为经过 60Co-γ 射线选育出的圆叶决明新品
系。 种子由福建省农业科学院农业生态研究所提供。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 2007年 6月上旬播种， 为了便于控制水分， 采用盆栽试验， 栽培盆规格为 26 cm×22 cm
(直径×高度， 下有托盘)， 内装红壤土（风干土）4 kg。 供试土壤的基本性状为： 有机质 11.0 g/kg， pH5.04，
全氮 0.039％， 碱解氮 35.01 mg/kg， 速效磷 4.71 mg/kg， 速效钾 69.86 mg/kg， 田间持水量为 28.20％， 凋萎
热 带 作 物 学 报 30 卷
含水量为 7.65％。 播种时用特定根瘤菌拌种， 播种深度 2～3 cm； 所有肥料均在装盆时一次拌匀施入， 基
肥用量为每盆过磷酸钙 7.20 g、 尿素 2.40 g、 氯化钾 2.40 g， 每盆播种 30 粒左右。 出苗期间， 定期定量供
水， 隔 3～4 d浇一次水， 浇水量为田间持水量的 75％～80％即可以保持盆内土壤湿度。 在室外培养 3 周以
后开始间苗， 每盆留 10株， 各选取长势较整齐的植株搬入网室内， 随机分为 4组， 每组 15盆（3次重复）。
其中， 1组为对照， 土壤相对含水量控制在 75％～80％； 其余 3 组为胁迫处理， 采取使其水分自然下降的
方法进行干旱处理， 土壤相对含水量分别达到 60％～65％（作为轻度干旱胁迫处理）、 45％～50％（作为中度
干旱胁迫处理）、 30％～35％（作为重度干旱胁迫处理）， 之后用感量 0.1 g 的电子天平称重补充水分， 使其
维持在已定的胁迫梯度范围（为使浇水均匀， 用移液管缓慢将水滴入土壤中。 相邻栽植盆之间距离为 10 cm，
相邻区组间距离为 30 cm， 各区组内栽植盆每周依次调换 1次位置以减小边缘效应）。 各处理持续胁迫 20 d，
每 5 d取 1次样。 试验期间要注意肥料管理与病虫害的防治。
1.2.2 测定项目及方法 叶片相对含水量(RWC)的测定参照文献[3]的方法进行， 计算公式为： 相对含水
量/％= [(鲜质量-干质量) ／ (饱和鲜质量-干质量) ]×100； 叶片保水力的测定参照文献[3]的方法进行； 叶绿素
含量用混合液法 [4]提取， 用紫外分光光度计测定其吸光值， 单位 mg/g； 游离脯氨酸（Pro）含量采用酸性茚
三酮法[5]， 以百分比(％)表示； 可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝染色法 [6]， 单位 mg/g。 所测指标均选用圆
叶决明的第 3、 4叶为实验材料， 早上 7：00～7：30采样， 测定时重复 3次， 结果取其平均值±标准差。
1.2.3 数据处理方法 统计分析均采用 Excel统计软件进行方差分析和相关性分析。
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫对圆叶决明叶片相对含水量的影响
从图 1、 2可见， 随着胁迫程度的加重和胁迫时间的延长， CPI86134与 86134R1的叶片相对含水量均
呈下降趋势， 但 86134R1 的下降速率相对较小， 特别在中度和重度干旱胁迫 15 d 后， 86134R1 的叶片相
对含水量明显高于 CPI86134 的。 对各处理间进行方差分析， 结果显示： 轻度干旱胁迫条件下， CPI86134
与 86134R1 的叶片相对含水量与对照处理的无显著性差异； 而中度和重度干旱胁迫处理与对照处理间的
差异均达到了显著水平（P<0.05）。
2.2 干旱胁迫对圆叶决明叶片保水力的影响
从图 3、 4可见， 随着胁迫程度的加重和胁迫时间的延长， CPI86134与 86134R1的叶片保水力均呈上
升趋势， 但 86134R1 的上升速率相对较大， 特别在中度和重度干旱胁迫 10 d 后， 86134R1 的叶片保水力
便明显高于 CPI86134 的。 对各处理间进行方差分析， 结果显示： 轻度、 中度和重度干旱胁迫处理与对照
处理间的差异均达到了极显著水平（P<0.01）。

CK
轻度胁迫
中度胁迫
重度胁迫
CK
轻度胁迫
中度胁迫
重度胁迫
干旱胁迫时间/d 干旱胁迫时间/d
0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
叶
片
相
对
含
水
量
/％
叶
片
相
对
含
水
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图 1 干旱胁迫对 CPI86134 叶片相对含水量的影响 图 2 干旱胁迫对 86134R1 叶片相对含水量的影响
604
5期 赵雅静等： 圆叶决明辐射选育新品系 86134R1 的抗旱生理
2.3 干旱胁迫对圆叶决明叶片叶绿素含量的影响
从图 5、 6可见， 随着胁迫程度的加重和胁迫时间的延长， CPI86134与 86134R1的叶片中叶绿素含量
均呈下降趋势， 但 86134R1 的下降速率相对较小， 特别在干旱胁迫处理 10 d 后， 86134R1 的叶片中叶绿
素含量明显高于 CPI86134 的。 对各处理间进行方差分析， 结果显示： 轻度、 中度和重度干旱胁迫处理与
对照处理间的差异均达到了显著水平（P<0.05）。
2.4 干旱胁迫对圆叶决明叶片游离脯氨酸含量的影响
脯氨酸（Pro）是植物蛋白质的组成成分之一， 是水溶性最大的氨基酸， 具有易于水合的趋势或较强的
水合能力。 从图 7、 8可见， 随着胁迫程度的加重和胁迫时间的延长， CPI86134与 86134R1的叶片中脯氨

0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
干旱胁迫时间/d 干旱胁迫时间/d
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片
保
水
力
/％
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图 3 干旱胁迫对 CPI86134 叶片保水力的影响 图 4 干旱胁迫对 86134R1 叶片保水力的影响

CK
轻度胁迫
中度胁迫
重度胁迫
CK
轻度胁迫
中度胁迫
重度胁迫
0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
干旱胁迫时间/d 干旱胁迫时间/d
图 5 干旱胁迫对 CPI86134 叶绿素含量的影响 图 6 干旱胁迫对 86134R1 叶绿素含量的影响
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叶
绿
素
含
量
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g/
g
D
W
)
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绿
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g/
g
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CK
轻度胁迫
中度胁迫
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重度胁迫
0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
干旱胁迫时间/d 干旱胁迫时间/d
图 7 干旱胁迫对 CPI86134 叶片游离脯氨酸含量的影响 图 8 干旱胁迫对 86134R1 叶片游离脯氨酸含量的影响
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
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游
离
脯
氨
酸
含
量
/％
游
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脯
氨
酸
含
量
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热 带 作 物 学 报 30 卷
酸含量均呈上升趋势， 但 86134R1 的上升速率相对较大， 特别在中度和重度干旱胁迫 10 d 后， 86134R1
的叶片中脯氨酸含量便明显高于 CPI86134 的。 对各处理间进行方差分析， 结果显示： 轻度干旱胁迫处理
与对照处理间的差异未达显著水平， 而中度和重度干旱胁迫处理与对照处理间的差异均达到了显著水平
（P<0.05）。 就品种而言， 86134R1 的叶片中脯氨酸含量明显高于 CPI86134 的， 说明 86134R1 通过脯氨酸
含量的积累增加对干旱的适应能力更强。
2.5 干旱胁迫对圆叶决明叶片可溶性蛋白质含量的影响
在干旱胁迫下， 植物体内可溶性蛋白质含量会发生相应变化， 这种变化目前已经被用来评价植物适
应性的指标[7～9]。 从图 9、 10 可见， 随着胁迫程度的加重， CPI86134 与 86134R1 的叶片中可溶性蛋白质含
量均越高； 但随着胁迫时间的延长， CPI86134 与 86134R1 的叶片中可溶性蛋白质含量均呈先下降后又略
有回升的趋势， 在胁迫第 15 d 左右时叶片中可溶性蛋白质含量达到最低值。 就品种而言， 86134R1 的叶
片中可溶性蛋白质含量与 CPI86134 的没有明显差异， 但 CPI86134 叶片中可溶性蛋白质含量的变化速率
略高于86134R1的。
3 讨论
植物有不同的抗旱机制， 植物的抗旱性是由自身的生理抗性和结构特性以及生长发育进程的节奏与
所处环境因素变化相配合的程度决定的， 而且不同生理指标在植物抗旱性水平上表现的敏感度不同。 本
研究结果表明： 随着胁迫程度的加深和胁迫时间的延长圆叶决明叶片相对含水量下降、 保水力上升， 这
与任丽花等[2]对圆叶决明的研究、 高涵等[10]对冷季型草坪草的研究以及余玲等[11]对国内外 20 个优良紫花苜
蓿品种的离体叶片对干旱胁迫的响应研究结论一致。 2 种圆叶决明幼苗在土壤干旱胁迫过程中均表现出一
定的耐旱性， 且辐射选育后代在受到干旱胁迫时， 持水保水能力较 CPI86134的好。
叶绿素是光合作用的重要条件之一， 在一定程度上可以反应植物的生产性能和抵抗逆境胁迫的能力。
在正常条件下， 叶绿体色素与蛋白质结合在一起， 但逆境胁迫使叶绿体色素变得不稳定。 通常认为， 干
旱胁迫使叶片叶绿体色素含量降低。 本研究结果表明： 当干旱胁迫时间延长或干旱程度加重， 圆叶决明
的叶绿素含量呈现下降趋势， 这可能是干旱胁迫的加剧引起植物细胞内生理生化改变， 使叶绿素合成受
阻， 降解加快， 因此叶绿素含量迅速下降。 陈少裕[12]等的研究也得出相同的结论。 本试验中， 在干旱胁迫
处理 10 d后， 86134R1的叶片中叶绿素含量明显高于 CPI86134的， 表明干旱胁迫下 86134R1 细胞内叶绿
素合成能力强于 CPI86134的， 从这个角度也可以看出， 86134R1抵抗干旱逆境的能力高于 CPI86134的。
目前， 关于脯氨酸、 可溶性蛋白质等物质在植物体内的积累、 生物合成及其代谢途径以及可能的作
用已有广泛的研究。 在干旱条件下， 一些植物常通过在细胞内主动积累脯氨酸等渗透调节物质降低其渗
透势， 增加吸水和保水能力， 保证植物水分代谢和生长发育。 已有的研究也表明， 干旱条件下牧草苜蓿
体内游离脯氨酸含量随胁迫强度的增加和胁迫时间的延长有不同程度的增加 [13～17]， 遭受胁迫的植物细胞内

0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
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轻度胁迫
中度胁迫
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干旱胁迫时间/d 干旱胁迫时间/d
图 9 土壤干旱对 CPI86134 叶片可溶性蛋白质含量的影响 图 10 土壤干旱对 86134R1 叶片可溶性蛋白质含量的影响
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可
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性
蛋
白
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含
量
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可
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性
蛋
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质
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量
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g/
g)
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5期
大量积累脯氨酸， 可以减少失水。 另外， 高含量的可溶性蛋白质也有助于维持植物细胞较低的渗透势水
平、 增强耐脱水能力、 保护细胞结构并且延缓衰老， 以抵御干旱胁迫引起的伤害[18]。 本研究结果显示， 2种
圆叶决明体内脯氨酸、 可溶性蛋白质含量随着土壤干旱程度的加重均有不同程度的积累， 但在中度和重
度干旱胁迫 10 d后， 86134R1的叶片中脯氨酸含量便明显高于 CPI86134 的， 说明 86134R1 通过脯氨酸含
量的积累增加对干旱的适应能力更强。
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Drought-resistant Physiology of a New Variety 86134R1 of
Chamaecrista rotundifolia
Zhao Yajing1,2, Weng Boqi2, Wang Yixiang2, Xu Guozhong2
1 College of Resource and Environment, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China
2 Agricultural Ecology Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China
Abstract Chamaecrista rotundifolia cv CPI86134 and its radiation-based selected variety 86134R1 were
chosen to study the effect of water stress on the physiological traits of their leaves under a pot experiment.
The results indicated that with the increase of drought stress and stress time the water retention capacity
and the proline content were enhanced in the leaves of these 2 varieties of C. rotundifolia, and that their
leaf relative water content and chlorophyll content were reduced. The soluble protein content in the leaves
increased with the drought stress, but decreased with the stress time. Some physiological parameters were
compared between these two varieties, and it is concluded that the radiation-based selected new variety
86134R1 of C. rotundifolia is more tolerant to drought than CPI86134.
Key words Chamaecrista rotundifolia; drought stress; metabolism
（责任编辑： 沈德发）
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