全 文 ：文章编号:1007-8614(2001)02-0035-05
鲁梅克斯 K-1杂交酸模苗期抗旱性研究
黄军江1 , 石定燧2 , 熊军功1 , 李伯林3
(1.新疆鲁梅克斯绿色产业有限公司 , 乌鲁木齐　830000;2.新疆农业大学草业科学系 , 乌鲁木
齐　830052;3.北京市农林科学院 ,北京　100000)
摘　要　通过对在水分胁迫下的鲁梅克斯 K-1杂交酸模幼苗生理指标的测定 ,研究了其苗期的
抗干旱能力。试验结果:鲁梅克斯 K-1 杂交酸模苗期具有一定抗旱能力 ,但随胁迫时间的延长 ,
其细胞膜伤害率成倍增加 ,叶绿素含量相对减少 ,旱害表征逐渐明显。
关键词　鲁梅克斯 K-1 杂交酸模　苗期　抗旱性
中图分类号　S543.901　　　　　　文献标识码　A
鲁梅克斯 K-1杂交酸模(Rumex patient ia ×R tiansch anicus , cv , Rumex K-1)是由新
疆鲁梅克斯绿色产业有限公司和新疆农业大学畜牧学院共同选育申报 ,并通过国家审定的
引进品种。经大面积种植试验 ,表现性状优良 ,是一种高产 、高蛋白的多汁饲料作物。鲁梅
克斯 K-1杂交酸模(简称鲁梅克斯)生长第一年呈叶簇状态 ,第二年才开花结实 ,株高 1.7 ～
2.9 m 。在水肥条件较好的情况下 , 鲜草产量可达 150 ～ 225 t·hm-2(干草 15.0 ～ 22.5
t·hm-2)。蛋白质含量高 ,叶簇期粗蛋白质含量可达到 30%～ 34%,现蕾期 28%～ 29% 。抗
寒性强 ,返青早 ,在新疆乌鲁木齐市 3月初返青 , 4月中旬可给家畜提供早春利用饲料。生
育期短 ,85 d左右种子成熟 ,种子产量可达 1 500 ～ 2 250 kg·hm-2 。喜水 、喜肥 、耐涝 ,成株
较耐盐。生长寿命长 ,可达 10 ～ 15 a。各种家畜及禽类均喜食。
鲁梅克斯系列产品的开发对促进畜牧业发展将起到巨大的推动作用;同时 ,鲁梅克斯在
饲料工业 、食品工业以及保护和改善生态环境等方面 ,都具有极大的开发潜力。
鲁梅克斯种植成功的关键在苗期 ,而苗期的关键又是水 ,因此研究鲁梅克斯苗期的抗旱
性 ,对鲁梅克斯实际的种植推广有着重要的意义。本试验针对干旱胁迫及正常情况下 ,鲁梅
克斯苗期这两种不同处理 ,通过对其生理指标变化的测定 ,对其抗旱性能作出综合评定 ,从
而为鲁梅克斯苗期抗旱性能提供理论依据。
1　材料来源
供试鲁梅克斯种子由新疆鲁梅克斯绿色产业有限公司提供 。9月底播种于新疆农业大
学草业科学系试验地 ,待苗长至 2 ～ 3 片真叶时移入室内进行处理 。
收稿日期:2001-03-05
新疆维吾尔自治区科学研究与技术开发(含攻关)计划项目(96010121)
新 疆 农 业 大 学 学 报　2001 ,24(2):35 ～ 39
Journal of Xinjiang Agricul tural Universi ty
2　试验方法
2.1　干旱胁迫的处理过程
鲁梅克斯幼苗于 2 ～ 3片真叶时 ,从试验地连土移入花盆中 ,将土压实 ,并移至室内。光
强度在 3 000 lx 左右(增加一只 500 W 碘钨灯以加强光照),室温23 ℃左右 ,早晚稍有差异 ,
苗盆移回室内当天 ,将所有苗盆一次性浇透 ,将一半的苗盆做干旱胁迫处理 ,另一半为正常
浇水的对照处理 。干旱胁迫的苗盆隔 2 ～ 3 d用喷壶只在表面轻轻淋洒一下 ,以保证幼苗不
致发生永久性萎蔫而干旱死亡 ,使苗始终处在只有少量水维持生命的情况下 ,干旱胁迫 20 d
后进行第一次测定。
正常浇水的处理 ,每 2 ～ 3 d浇一次透水 ,使苗的生长总不缺水 。
实验在不同时期共进行 2次测定。11月 13 日第一次测定 ,苗为 4片真叶期;11月 19
日第二次测定 ,苗为 5片真叶期。
混合取样测得叶片的叶绿素 a 、叶绿素 b 及叶绿素总含量;叶片组织的含水量 、相对含
水量 、水分饱和亏;叶片的细胞膜透性以及叶组织游离脯氨酸的含量等项生理指标。
2.2　试验方法〔1〕
2.2.1　脯氨酸的测定
叶片游离脯氨酸用酸性茚三酮法测定。OD 值用 721 型分光光度计测定(λ=520
nm)。
2.2.2　细胞膜透性测定
细胞膜透性测定采用电导法。
2.2.3　叶绿素的测定
根据叶绿素 a、叶绿素 b 在红光区的最大吸收峰分别位于 663 nm 和 645 nm;通过分光
光度法测得叶绿素的含量 。
2.2.4　植物组织含水量 、相对含水量及水分饱和亏的测定
根据所测得的植物组织水分的自然饱和亏及临界饱和亏 ,可求得当时植物的需水程度。
3　结果与分析
3.1　植物组织含水量 、相对含水量及水分饱和亏的测定结果
从表 1中可看出 ,干旱胁迫下组织的含水量有明显下降 ,第二次测定中干旱比对照组织
含水量低 0.24%。表明干旱胁迫下组织缺水比较明显 。从水分饱和亏的测定中也可以看
出 ,干旱胁迫下组织的水分亏缺比较明显 ,而且随着胁迫时间的延长 ,组织水分亏缺不断
增大 。
Hsiao
〔2〕曾把相对含水量降低 8%～ 10%, 10%～ 20%及 20%以上分别定义为轻度胁
迫 、中度胁迫和严重胁迫。这样就为判断植物水分亏缺的程度提供了一个参考依据。从表
1中可得出 ,两次的干旱胁迫都达到了中度胁迫 ,第一次为 11.20% ,第二次为 13.63% 。
显然第二次是随着干旱胁迫的延长 ,中度胁迫进一步升级 ,这时干旱胁迫处理的鲁梅克斯五
叶龄期苗已开始轻度萎蔫 ,稍喷水又可恢复 ,且恢复比较慢 ,可以认为这是鲁梅克斯的一个
水分亏缺的极限 ,当组织含水量与相对含水量之差达到 13.63%以上 、需水程度达 86%以
上时就有可能成为永久萎蔫 ,而不能恢复了。
36 新　疆　农　业　大　学　学　报 2001 年　
表 1　　植物组织含水量 、相对含水量及水分饱和亏的测定
处　理 组织含水量(%)
组织相对含水量
(%)
水分饱和亏
(%)
需水程度
(%)
第一次测定 对　照 93.83±0.84 86.34±0.85 13.46±0.85 56.99±0.79干　旱 93.34±0.84 82.14±0.86 17.86±0.86 75.60±0.73
第二次测定 对　照 93.47±0.75 86.38±0.86 13.62±0.86 57.66±0.72干　旱 93.23±0.82 79.60±0.87 20.40±0.87 86.36±0.75
3.2　干旱胁迫对细胞膜透性的影响
生物膜是植物细胞及其细胞器与外界环境第一道防御逆境胁迫的屏障 ,对保持细胞的
正常生理生化过程的稳定性具有重要作用 ,植物对逆境胁迫的生理反应是多种多样的 ,大量
的研究结果表明 ,生物膜系统是逆境胁迫的原初部位和主要部位〔3〕 。在干旱胁迫下 ,质膜
的结构和功能首先受到伤害 ,导致细胞膜透性增大 ,电解质外渗 ,电导率增大。
表 2　　电解质的渗出率
处理
第一次测定 第二次测定
电导率(μΨ)
杀死前 杀死后
相对膜透性
(%)
伤害率
(%)
电导率(μΨ)
杀死前 杀死后
相对膜透性
(%)
伤害率
(%)
对照 112.0 3651.0 3.07±0.03 0.28 173.0 1143.7 15.1±0.24 2.36
干旱 142.7 4267.7 3.34±0.04 235.0 1377.0 17.1±0.47
　　从表 2 的测定看 ,干旱胁迫下 ,细胞膜透性明显增大 ,并随胁迫时间延长而增加。第一
次测定 0.28%,明显受伤害程度较轻 ,但随着干旱胁迫的延长 ,在第二次测定时为 2.36%,
植物叶片内细胞膜的损坏程度上升了二个百分点 ,表明鲁梅克斯苗期容易受到干旱的侵害。
3.3　干旱胁迫对脯氨酸含量的影响
关于脯氨酸含量积累能力与植物抗旱性的关系。目前大致有两种观点 ,一种观点认为
脯氨酸的积累与其抗旱性呈正相关〔4〕;另一种观点则认为抗旱性强的植物脯氨酸的积累反
而少〔5〕。汤章成〔6〕认为在一定的胁迫范围内 ,某些植物能通过自身细胞的渗透调节作用表
现出抗外界渗透胁迫的能力 ,做为调节物质的脯氨酸在干旱胁迫下的积累足以引起渗透调
节作用 ,脯氨酸的作用在于它的疏水部分与生物聚合体疏水侧链通过氢键相结合 ,使生物聚
合体通过脯氨酸的亚氨基结合增加了对水的亲合能力 ,从而在可利用水减少的情况下 ,仍维
持生物聚合体的水合作用 。
经过对脯氨酸的测定可以看出 ,虽然干旱胁迫下鲁梅克斯叶片脯氨酸的积累有所提高 ,
但并没有显著差异。说明干旱胁迫一定时期内鲁梅克斯组织内游离脯氨酸的含量积累并不
明显 。这也是它在逆境中的适应性反应 。
3.4　干旱胁迫对叶绿素含量的影响
一般情况下 ,叶组织在水分缺乏时 ,叶绿素形成受到抑制 ,且原有的叶绿素亦易被破坏 ,
从而使叶组织内的叶绿素含量下降 。Gupta(1988)〔7〕发现 ,水分胁迫下菠菜叶片叶绿体溶质
增加 ,产生渗透调节 ,可延缓光合能力的下降 ,认为低水势下 ,光合能力的变化与叶绿体间质
37　第 2 期 黄军江 等:鲁梅克斯 K-1 杂交酸模苗期抗旱性研究
体积的维持有关 。Santakumar等(1990)〔8〕发现 ,水分胁迫下小麦光合能力下降主要是非气
孔因素的影响 ,抗旱品种(Condor和 T2 ko tschy i)能进行渗透调节 ,光合能力下降的程度小 ,
并指出原生质体积的变化与水分胁迫下光合能力的维持有密切关系 。
表 3　　叶绿素含量的测定 mg·dm-2　
处　　理 叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素总量
第一次测定 对　照 4170.0±16.20 2051.7±8.00 6221.7±24.11干　旱 3708.3±14.68 6318.3±24.95 　　10026.6±39.62＊＊
第二次测定 对　照 3530.0±11.40 4298.3±13.92 7828.3±25.33干　旱 4218.3±11.73 5398.3±15.58 　　9616.6±27.32＊＊
由表 3看出 ,鲁梅克斯叶片中叶绿素的含量在干旱胁迫情况下 ,总含量反而呈上升趋
势 ,尤其是叶绿素b 的含量增加比较明显。通过方差检验 ,两次测试中干旱与对照的叶绿素
总和含量差异极显著 。在第一次测定中干旱比对照叶绿素总含量高 3 804.9 mg·dm-2 。第
二次测定多 1 788.3 mg·dm-2 。表明干旱胁迫下 ,鲁梅克斯叶片中的叶绿素合成反而加强 ,
说明鲁梅克斯苗期在干旱情况下具有提高和改善其自身生理性能以抵抗干旱胁迫的能力。
另一方面 ,从两次测定的结果看 ,第二次测定的叶绿素总含量比第一次少 410 mg·dm-2 ,表
明鲁梅克斯苗期在干旱胁迫下这种生理功能的提高和改善并非是无限度的 ,随着干旱胁迫
的延长 ,其叶片中叶绿素的合成也将受抑制 ,且原有叶绿素亦易被破坏 ,造成叶绿素含量的
下降 。
4　结　论
干旱胁迫导致鲁梅克斯膜透性增加 ,叶片相对含水量降低 ,但伤害率表现较少 ,细胞受
伤害程度较轻 ,表明鲁梅克斯苗期具有一定抗旱能力。但随着胁迫时间的持续 ,作物细胞膜
伤害率迅速上升 。
干旱胁迫下鲁梅克斯幼苗叶片中的游离脯氨酸积累较少 ,表明一定时期内干旱对该作
物叶片中脯氨酸的分解及合成影响不大 。
干旱胁迫下 ,鲁梅克斯幼苗叶绿素总含量上升 ,尤其是叶绿素 b含量上升明显 ,表明鲁
梅克斯苗期具有提高自身生理性能来抵抗干旱胁迫的性能。但这种性能并非是无限度的。
随着干旱胁迫的延长 ,其叶组织中叶绿素的含量也呈下降趋势。
在试验过程中承蒙新疆农业大学的齐曼古丽副教授 、杨文英老师的指导和帮助 ,特此致
谢。
参考文献
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38 新　疆　农　业　大　学　学　报 2001 年　
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breeding for drought resistance.Crop Sci.1979 , 19:489 ～ 493
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8　Santa Kumari M , Berkowitz G A.Plant physiol , 1990 , 92:733～ 739
Preliminary Study on Drought-resistance of
Seedlings of Rumex K-1 Hybrid
Huang Junjiang1 , Shi Dingsui2 , Xiong Jungong1 , Li Bolin3
(1.Xinjiang Rumex Green Production Limited Co rporation Urumqi 830052;2.Xinjiang Ag ri-
cultural University , Urumqi 830052;3.Beijng Academy of Ag riculture and Foresty Science ,
Beijing 100000)
Abstract　The drought-resistant abili ty of the seedlings of Rumex K-1 hybrid(Rumex pati-
ent ia × R .Tianschanicus , cv .Rumex K-1)was studied and the physiological indexes were
measured.The results show ed that the seedlings of Rumex K-1 hybrid under the drought
stress prolonged , the damage rate of cell membrane w as increased two times and the content of
chlorophyll decreased gradually.The character of drought-harm became obvious.
Key words　Rumex K-1 hybrid (Rumex pat ient ia × R Tianschanicus , cv .Rumex K-1);
Seedling;drought-resistance
39　第 2 期 黄军江 等:鲁梅克斯 K-1 杂交酸模苗期抗旱性研究