全 文 ：CAOYE YU XUMU 2014年第2期 总第213期草业与畜牧草业科学
1 前言
十字马唐 （Digitaria cruciata (Nees) A. Camus）
俗称大乱草， 是禾本科马唐属一年生禾草。 在我国
南方各省 （区） 均有分布。 该草喜温暖湿润气候，
能耐干旱， 在 pH 值 4.2~8.5 的砂土、 重粘土， 年降
雨达 2 540 毫米的地区， 均能生长良好 [1]。 20 世纪
80 年代， 在重庆 [1] 及贵州地区 [2] 作为优良牧草被
广泛栽培， 其种子还被用作牲畜精料。 但该牧草的
抗旱特性并没有被广泛研究， 国内外均没有相关报
道。 本研究通过连续干旱， 模拟干旱胁迫， 测定植
株生理生化指标， 分析各抗旱指标变化规律， 对十
字马唐抗旱性进行评价。 旨在研究持续干旱胁迫下
十字马唐叶片内的相对含水量、 游离脯氨酸、 丙二
醛含量、 叶绿素含量生理生化指标的变化， 探讨这
些因子在干旱渗透胁迫时发生的变化规律， 以期为
十字马唐的抗旱研究提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试材料为在重庆涪陵采集的野生十字马唐。
2.2 试验方法
试验于 2008 年在四川农业大学进行。 将十字马
唐种子直接撒入花盆中 ， 盆直径为 35cm， 盆高
30cm， 每盆钵加风干土 600g， 按风干土的 0.1％加入
磷酸钾铵复合肥。 每盆播种草种 20 粒， 待发芽后间
苗至每盆 5 株， 以后按照常规方法管理。 在十字马
唐拔节期时开始进行试验。
试验采用连续干旱的方法， 共 6 盆。 分别在干旱
胁迫 0d， 3d， 6d， 9d， 12d 时取大小一致的功能叶
片进行生理生化指标测定， 并测定相应的盆土土壤
含水量。
2.3 测定项目及方法
选取大小一致的功能叶片， 将其剪下， 迅速带
入实验室进行各项指标的测定， 每项测定指标重复 3
次。
2.3.1 土壤含水量的测定： 采用铝盒称重法测定。
2.3.2 叶片相对含水量测定： 取各重复样株叶片称
鲜重 (Wf)， 浸入水中 12h 后称饱和重 (Wt)， 然后烘
干称干重 (Wd)， 计算相对含水量 [3]。
收稿日期： 2014-01-21
基金项目： “十二五” 农村领域科技计划课题 “南方优质饲
草 高 效 生 产 加 工 利 用 关 键 技 术 研 究 与 集 成 示 范 ”
(2011BAD17B03)； 院基本科研业务项目 “钙效应剂对扁穗牛
鞭草抗寒生理影响及其抗寒评价体系研究” （2013cstc-jbky-
00911）； 重庆市工程技术研究中心建设项目 “重庆市山羊工
程技术研究中心” （CSTC2011PT-GC80014） 资助
作者简介： 何玮 （1978-）， 女， 四川简阳人， 助理研究员，
硕士， 主要从事牧草栽培及育种工作。
* 通讯作者
干旱胁迫对十字马唐
抗性生理生化指标影响研究
何玮 1， 陈琴 2*
（1.重庆市畜牧科学院， 重庆 400015； 2.四川省草原科学研究院， 四川 成都 611731）
摘要： 以在重庆采集的野生十字马唐为材料， 对连续干旱处理 12 天内测定的 6 项生理指标进行比较分析。 结果表明， 叶片
相对含水量与对照相比都有所下降， 随着胁迫程度的加深， 相对含水量就越低。 叶片游离脯氨酸含水随着胁迫程度的加深呈上
升趋势， 叶绿体色素含量先增加后下降， 而 MDA 含量则呈现先下降后增加趋势。
关键词： 干旱胁迫; 十字马唐; 生理生化指标
中图分类号： S544.034 文献标识码： A 文章编号： 1673-8403（2014）02-0014-04
DOI：10.3969/j.issn.1673-8403.2014.02.003
14
CAOYE YU XUMU2014年第2期 总第213期草业与畜牧
相对含水量= [(Wf-Wd) /(Wt-Wd)] ×100%
2.3.3 叶片脯氨酸含量： 采用茚三酮比色法测定 [3]。
2.3.4 叶片丙二醛含量： 采用郝再彬 [4] 的方法测定。
2.3.5 叶片叶绿素含量： 采用杨敏文等方法测定 [5]。
2.4 数据分析
试验测得数据用 SAS 9.2 软件和 Excel 软件进行
统计分析， 在差异显著基础上用 LSD 法进行多重比
较。
3 结果与分析
3.1 土壤水分含量变化 （见图 1）
土壤水分， 又称土壤湿度， 是保持在土壤孔隙
中的水分。 主要来源是大气降水和灌溉水， 此外尚
有近地面水气的凝结、 地下水位上升及土壤矿物质
中的水分。 十字马唐盆栽连续干旱其土壤水分含量
变化见表 1。 盆栽土壤含水量前 6天下降迅速， 下降
了 25%。 土壤含水量在 6~12 天， 其水分下降趋于平
缓。 在连续干旱中， 除了植物对土壤中水分的吸收
外， 还有土壤水分的自然蒸腾， 所以水分含量下降
迅速。 在土壤水分低于 10%以后， 由于植物开始枯
黄， 其水分吸收能力减弱， 而且土壤本身的水分蒸
腾减小， 因此土壤中含水量趋于平稳。
3.2 对叶片相对含水量的影响 （见图 2）
叶片水分是维持植物体正常生理作用的基础，
一般而言， 干旱胁迫发生时， 植株叶片含水量相应
降低， 其中， 叶片含水量高低在一定程度上可以反
映植株叶片保水能力的强弱 [6]。 由图 2 可知， 在不
同 PEG 浓度的干旱胁迫下， 十字马唐相对含水量与
对照相比都有所下降， 随着时间的延长， 即胁迫程
度的加深， 相对含水量就越低 （见图 2）。 第 3 天时
的叶片含水量开始降低， 为 96.17%， 但叶片相对含
水量和 0 天间的差异不显著 （P>0.05）。 第 12 天时
的叶片相对含水量为最低， 为 89.44%， 和第 0 天、
3天、 6天、 9天间差异都极显著 （P<0.01）。
3.3 对叶片脯氨酸含量的影响 （见图 3）
草业科学
图 1 盆栽十字马唐土壤含水量变化
图 2 十字马唐叶片相对含水量变化
15
CAOYE YU XUMU 2014年第2期 总第213期草业与畜牧
光合作用是植物最重要的生理过程， 植物生长
发育的基础， 它的变化会直接影响到植物的第一生
产力。 十字马唐叶片叶绿素含量变化见图 5。 随着胁
迫程度的加深， 叶绿素 a 的含量呈平缓下降趋势，
由图 3 可知， 干旱胁迫下十字马唐叶片内游离
脯氨酸含量均呈现增加。 随着时间的延长， 干旱胁
迫程度的加强时， 游离脯氨酸的含量急剧增加， 当
胁迫第 12 天时， 第 3、 6、 9、 12 天时十字马唐叶片
内游离脯氨酸含量分别是 0天时的 3.02 倍、 4.32 倍、
6.29 倍和 12.92 倍， 而且各天数处理间差异极显著
（P<0.01）。
3.4 对叶片丙二醛含量的影响 （见图 4）
干旱胁迫会导致自由基大量的产生， 致使 MDA
生成， 因此 MDA 含量不但标志膜脂过氧化程度， 也
间接反映组织中自由基的含量 [12]。 由图 4 可知， 随
着天数的增加 ， 干旱胁迫的增强 ， 十字马唐叶片
MDA 含量除在第 6 天有所下降外， 都有所增加。 第
9 天叶片 MDA 含量达到最高， 为 17.1287μmol/g， 第
12天含量有所降低， 但第 9天和第 12天间 MDA含量
差异不显著 （P>0.05）。 第 6 天叶片 MDA 含量最低，
为 10.3941μmol/g， 与第 0天间差异极显著 （P<0.01）。
3.5 对叶片叶绿素含量的影响 （见图 5）
草业科学
图 3 十字马唐叶片脯氨酸含量变化
图 4 十字马唐叶片 MDA 含量变化
图 5 十字马唐叶片叶绿素含量变化
16
CAOYE YU XUMU2014年第2期 总第213期草业与畜牧
第 3 天与第 0 天相比， 叶绿素 a 含量略有升高， 但
相互间差异不显著 （P>0.05）。 第 9 天叶绿素 a 含量
最低， 为 1.4779mg/g， 但与第 6 天间相比差异不显
著 （P>0.05）， 与第 12 天间相比差异显著 （P<0.05）。
第 6 天与第 12 天间叶绿素 a 含量差异不显著 （P>
0.05）。
叶片叶绿素 b的含量呈先升高后下降趋势。 第 6
天其叶绿素 b 含量最高， 为 0.8639 mg/g， 与第 0、
3、 9、 12 天间差异极显著 （P<0.01）。 其次为第 9
天， 其含量为 0.7281 mg/g， 与第 0、 3、 12 天间差异
极显著 （P<0.01）。 叶绿素 b 含量最低为第 12 天，
含量为 0.5524 mg/g， 但与第 0 天间差异不显著
（P>0.05）， 与第 3天间差异极显著 （P<0.01）。
叶片总叶绿素含量变化基本和叶绿素 b 含量变
化一致。 第 6天总叶绿素含量最高， 为 2.6314 mg/g，
与第 0、 3、 12 天间差异极显著 （P<0.01）。 其次为
第 9 天， 其含量为 2.4782mg/g， 与第 0、 12 天间差
异极显著 （ P <0.01） ， 与第 3 天间差异不显著
（P>0.05）。 总叶绿素含量最低为第 12 天， 含量为
2.2984 mg/g， 与第 0、 3、 6、 9 天间差异极显著
（P<0.01）。
4 结果与讨论
4.1 叶片相对含水量随土壤含水量的下降而下降。
这表明十字马唐叶片保水能力随干旱强度的增加而
下降。 在干旱胁迫下， 植物首先表现出来的是体内
含水量下降， 叶片相对含水量是反映植物体本身水
分状况的参数 [7]， 在干旱胁迫下其大小可反映抗旱
性的强弱。
4.2 十字马唐叶绿素含量变化规律为先升高后下降
的趋势。 干旱胁迫可导致植物叶片中叶绿素含量的
降低， 叶片缺水不仅影响叶绿素的生物合成， 而且
促进已形成的叶绿素加速分解， 导致叶片发黄， 在
一定范围内叶绿素含量的高低则直接影响叶片的光
合作用能力 [8]。 十字马唐叶片中叶绿素 b 含量的变
化幅度更大， 更能说明其与十字马唐抗旱性的相关
性。
4.3 MDA 含量是先降低后迅速升高。 MDA 含量的
高低是反映细胞膜质过氧化作用强弱和质膜破坏程
度的重要指标。 大量抗旱性研究结果表明， 随着干
旱胁迫的加强， MDA [9] 含量增加。 与本研究结果不
一致。 因此， MDA 含量变化与十字马唐抗旱性强弱
相关性有待进一步研究。
4.4 脯氨酸含量随着土壤含水量下降而升高。 研究
表明， 逆境条件下脯氨酸含量变化与植物所受胁迫
的伤害程度有关 [10]。 本研究中， 十字马唐叶片内脯
氨酸含量随着胁迫程度增加， 呈上升趋势， 能很好
地反应其抗旱性强弱。
参考文献
[1] 邹祥铭. 武隆县仙女山十字马唐调查报告 [J]. 中国草地，
1989，（6）：48-49.
[2] 王其礼，彭秋，崔嵬，等.稀有粮食作物草子的考察和鉴定
[J].西南农业学报，1996,9（2）：109-113.
[3] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育
出版社,2006.
[4] 郝再彬,苍晶,徐仲.植物生理实验[M].哈尔滨 :哈尔滨工业
大学出版社,2004.
[5] 杨敏文.快速测定植物叶片叶绿素含量方法的探讨[J].光谱
实验室，2002，19（4）：478-481.
[6] 王海珍 ,梁宗锁 .黄土高原乡土树种抗旱生理指标的主成
分分析[J].塔里木农垦大学学报,2004,16(1):13-15.
[7] 沈艳，谢应忠.干旱对紫花苜蓿叶绿素含量与水分饱和亏
缺的影响[J].宁夏农学院学报，2004,25（2）：25-28.
[8] 赵天宏.水分胁迫及复水对玉米叶片叶绿素含量和光合作
用的影响[J].杂粮作物，2003，23(1)：33-35．
[9] 王瑾,刘桂茹,杨学举.PEG 胁迫下不同抗旱小麦品种幼苗
形态及主要理化特性的比较 [J]. 河北农业大学学报 ,
2005,28(5):6-10.
[10] 万里强 ,石永红 ,李向林 ,等 .PEG 胁迫下 3 个多年生黑麦
草品种抗性生理研究[J].草地学报,2009,17(4):440-444.
草业科学
Study on the Effects of Drought Resistance on Physiological and Biochemical Indexes of Cross Stativa
HE Wei1 ,CHEN Qin2*
(1.Chongqing Academy of Animal Sciences, Chongqing 400015,China; 2. Sichuan Academy of Grassland Science, Chengdu 611731,China)
Abstract: In order to study the drought resistance of cross stativa, the physiological and biochemical indexes of Cross stativa were
investigated in 12 days successive drought stress condition. Results showed that the Relative Water Content ( RWC) of leaves was
decreased compared with CK, and dropping with the increasing of drought stress. Contents of free praline were on the rise with the
increasing of drought stress. The Contents of chlorophyll increased first decline after, but contents of MDA just the reverse.
Key words: Drought resistance; Cross stativa; Physiological and biochemical indexes
17