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丛生福禄考与无芒雀麦抗旱性比较试验



全 文 :第 12 卷 第 4 期
2014 年 8 月
中 国 城 市 林 业
Journal of Chinese Urban Forestry
Vol. 12 No. 4
Aug. 2014
丛生福禄考与无芒雀麦抗旱性比较试验
孙黎黎
沈阳市园林科学研究院 沈阳 110016
收稿日期:2014 - 06 - 25
作者简介:孙黎黎,研究生,工程师,从事园林设计、科研与工程工作,E - mail:sunli4821735@ 163. com
摘要:采用人工控水方法,研究干旱胁迫下丛生福禄考和无芒雀麦 2 种植物生理生化特性的变化。试验
结果表明,干旱胁迫下,无芒雀麦的抗旱性强于丛生福禄考,而丛生福禄考对干旱也表现出较强的适应
能力。
关键词:干旱胁迫,丛生福禄考,无芒雀麦,抗旱性
Comparative Testing of Drought Resistance between Phlox subulata and Bromus iinermis
Sun Lili
(Shenyang Academy of Landscape-gardening,Shenyang 110016,China)
Abstract:The changes in physiological and biochemical characteristics of Phlox subulata and Bromus iinermis under
drought resistance were studied by using the artificial water-controlling method. The testing results showed that under
drought stress,B. iinermis is better than P. subulata in drought resistance,while P. subulata shows stronger adapta-
bility to drought.
Key words:drought stress,Phlox subulata,Bromus inermis,drought resistance
丛生福禄考 (Phlox subulata)为花葱科福禄考
属多年生常绿宿根草本花卉,耐寒 - 40℃左右,极
耐旱,在 - 12℃仍保持常绿状态,春秋两季开花,
每次可开 40 天左右[1]。原产北美东部,系福禄考品
系中一个独特的品种,近年在园林绿化中颇受重视,
是优良的地被花卉。其不仅覆盖率高,观赏价值高,
更具有栽植简便、适应性强的特性,还表现出耐旱、
耐寒、耐盐碱土壤的能力,即使在高温 35℃或低温
-30℃的条件下也能正常生长[2]。
无芒雀麦 (Bromus inermis)为禾本科雀麦属
多年生牧草,是用作干草、青储、青饲和水土保
持最好的冷季型禾本科牧草[3]。根系发达,地下
茎强壮蔓延能力极强,可防沙固土,对气候条件
适应性广,特别适于寒冷干燥地区,较耐盐碱,
耐水淹时间可长达 50 天左右。叶量丰富,营养
价值高,适口性好,消化率高,各种家畜均喜
采食[4]。
这 2 种植物都比较抗旱。试验结果表明,干旱
胁迫下,无芒雀麦的抗旱性强于丛生福禄考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
本试验材料取自沈阳农业大学植物园和辽宁省
农科院草牧所。将长势良好、植株整齐的无芒雀麦
和丛生福禄考移入花盆中,进行统一的水分和养分
管理,试验材料摘取供试植株中上部、生长均匀良
好的完整叶片。
1. 2 试验方法
试验设6个干旱胁迫处理:控水0d (空白对照)、
3d、6d、9d、12d、15d。每个处理设 3次重复。
1. 3 生理指标的测定方法
1)游离脯氨酸 (Pro)的含量采用测定。2)
超氧化物歧化酶 (SOD)活性的测定采用 NBT 光
化还原法。3)丙二醛 (MDA)含量的测定采用
硫代巴比妥酸 (TBA)。4)过氧化氢酶 (CAT)
含量的测定采用滴定法。
2 结果与分析
2. 1 游离脯氨酸 (Pro)含量的变化
试验测定了不同干旱胁迫处理下丛生福禄考和
中 国 城 市 林 业 第 12 卷
无芒雀麦的游离脯氨酸含量变化,具体结果见图 1。
图 1 游离脯氨酸含量变化
植物体内的 Pro含量在一定程度上反映了植物的
抗逆性,是最有效的渗透调节物质之一。当植物受
到逆境胁迫时,体内 Pro 积累,抗旱性强的品种往
往积累较多的 Pro。由图 1 可以看出,当受到干旱胁
迫时,无芒雀麦的 Pro 上升较快,积累较多;丛生
福禄考的 Pro上升较慢,且积累较少。第 15 d 无芒
雀麦 Pro含量的峰值为 184. 37 μg /g,丛生福禄考的
峰值为 119. 35 μg /g。这说明无芒雀麦可以忍受较长
时间的干旱胁迫,产生较多的游离 Pro 来抵御外界
的伤害;而丛生福禄考产生的游离 Pro含量较低。
2. 2 超氧化物歧化酶 (SOD)活性的变化
试验测定了不同干旱胁迫处理下丛生福禄考和
无芒雀麦的 SOD活性,具体结果见图 2。
图 2 SOD活性变化
SOD是一种源于生命体的活性物质,能消除植
物体在新陈代谢过程中产生的有害物质[5]。由图 2
可知,从 2 种植物的 SOD 活性变化情况来看,在干
旱胁迫初期,植物体内的 SOD 会剧烈上升,来抵御
或减轻植物体所受的伤害;随着干旱时间的延长,
SOD活性下降,只是下降的快慢程度不同。在第 9 d
左右,丛生福禄考的 SOD 值出现了峰值;在第 6 d
左右,无芒雀麦的 SOD 值出现了峰值。随着干旱时
间的延长、水分亏缺的加重,丛生福禄考 SOD 活性
一直下降,无芒雀麦 SOD活性在第 12 d 左右有第 2
个峰值。不同程度的干旱胁迫下 SOD 活性变化反映
了胁迫过程中植物自身对干旱胁迫伤害的自我修复
过程。由此可以比较出,无芒雀麦的 SOD 活性强于
丛生福禄考,说明无芒雀麦体内的 SOD 活性高于丛
生福禄考。
2. 3 丙二醛 (MDA)含量的变化分析
植物器官在衰老或逆境时,往往会发生膜脂过
氧化作用。MDA是膜脂过氧化的最终分解产物,其
含量可以反映植物细胞膜脂过氧化程度和植物对逆
境条件反应的强弱[6]。随着干旱胁迫的加剧,2 种
植物叶片的 MDA含量出现不同程度的增加。相同干
旱胁迫下,丛生福禄考 MDA 含量为 72. 31 nmol /g,
无芒雀麦的 MDA含量为 94. 93 nmol /g;丛生福禄考
MDA含量是对照值的 421. 3%,无芒雀麦是对照值
的 140. 8%。2 种植物在干旱胁迫下的 MDA 含量变
化差异极显著,而且试验前后差异也极显著。这说
明在干旱胁迫下,丛生福禄考的受损伤程度比无芒
雀麦严重。
2. 4 过氧化氢酶 (CAT)含量的变化
试验测定了不同干旱胁迫处理下丛生福禄考和
无芒雀麦的 CAT含量,具体结果见图 3。
图 3 干旱胁迫对丛生福禄考和无芒雀麦 CAT
活性的影响
过氧化氢酶主要存在于植物的叶绿体、线粒体
内,其酶促活性为机体提供了抗氧化防御机理[7]。
由图 3 可知,轻度胁迫时 2 种植物 CAT 活性表现出
逐渐升高的趋势,且 2 种植物都达到了显著水平。
在第 3 d,丛生福禄考相比于初始值增加了 41. 41%,
无芒雀麦增加了 34. 89%。由此可见,丛生福禄考的
变化幅度大,无芒雀麦的增加幅度小。随着干旱胁
迫程度加深,各品种叶片内 CAT 活性均呈先增大后
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第 4 期 孙黎黎:丛生福禄考与无芒雀麦抗旱性比较试验
减少的趋势。低胁迫使 CAT 活性增加,高胁迫使
CAT活性降低。丛生福禄考 CAT 活性在第 6 d 和第
9 d变化幅度大于无芒雀麦,第 12 d 到 15 d 变化幅
度小于无芒雀麦,并且丛生福禄考的变化幅度随胁
迫程度的增大而逐渐减小,而无芒雀麦 12 d 左右上
升幅度大于第 6 d左右。这说明 2 种植物在干旱胁迫
下都有一定的氧自由基清除能力,但是无芒雀麦抗
氧化酶系统清除氧自由基的能力比丛生福禄考强。
2. 5 相对含水量的变化
试验测定了不同干旱胁迫处理下丛生福禄考和
无芒雀麦的相对含水量,具体结果见图 4。
图 4 干旱胁迫对丛生福禄考和无芒雀麦相对含水量的影响
植物体内相对含水量的高低反映了植物适应干
旱环境的能力[8]。由图 4 可以看出,丛生福禄考和
无芒雀麦相对含水量的初始值分别是 85. 61% 和
71. 69 %。叶片相对含水量越低,表明植物忍耐干
旱胁迫的能力越强,因此可初步判定无芒雀麦的抗
旱性相对较强。随着干旱胁迫时间越来越长,2 种
植物叶片相对含水量均呈下降趋势,而且 2 种植物
下降幅度不同,丛生福禄考的下降幅度大,而无芒雀
麦的相对含水量下降幅度小。这表明无芒雀麦叶片
保水能力强,抗旱性强,而下降幅度大,叶片保水力
差,抗旱性较弱。
3 结论与讨论
1)干旱胁迫下,丛生福禄考和无芒雀麦随着干
旱胁迫天数的增加,脯氨酸含量积累越来越多。到
了第 15 d,无芒雀麦的脯氨酸含量明显高于丛生福
禄考。而无芒雀麦的 SOD 活性先后出现了 2 个峰
值,丛生福禄考则升高后一直下降,说明无芒雀麦
体内的 SOD活性较高。干旱胁迫下,丛生福禄考和
无芒雀麦随着干旱胁迫天数的增加,MDA 含量越来
越高,无芒雀麦的 MDA含量高于丛生福禄考。丛生
福禄考和无芒雀麦的 CAT 活性先上升后下降,无芒
雀麦的 CAT活性明显高于丛生福禄考,并且丛生福
禄考的变化幅度随胁迫程度的提高而逐渐减小,无
芒雀麦则相反。未经干旱处理的丛生福禄考和无芒
雀麦相对含水量分别是 85. 61%和 71. 69 %。随着干
旱胁迫天数的增加,二者相对含水量呈下降趋势,
而且丛生福禄考的下降幅度大,而无芒雀麦的相对
含水量下降幅度小。综合本试验测定的各项指标,
丛生福禄考的抗旱性比无芒雀麦差。
2)在抗旱性研究中,丛生福禄考和无芒雀麦在
SOD活性上出现了先上升后下降的趋势。大多前人
试验表明,植物受到干旱胁迫时,SOD 活性会呈现
上升趋势。在本试验中 SOD 活性变化的比较复杂,
呈现了间断上升和下降,而且 SOD 活性变化与植物
的许多抗逆反应及衰老进程都有密切关系,几乎所
有环境胁迫都可诱导其活性增加,说明 SOD 活性变
化很可能与其他因素的影响有关。因此,在本试验
中 2 种植物的 SOD活性变化和抗旱性的关系还有待
于进一步研究。
3)从试验所测得的生理指标来看,丛生福禄考
的抗旱性弱于无芒雀麦。但在实际应用中,丛生福
禄考也表现出了较强的耐旱能力。植物对干旱的抗
性是一个由多种因素相互作用的数量性状,因此要
想更进一步确定丛生福禄考的抗旱性强弱,是否可
以应用于干旱边坡绿化,还要进一步对其叶片的解
剖结构、根系的分布特点、其他生理指标及应用效
果进行综合分析。
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