全 文 ：第28卷第5期
2009年10月
生态科学
EcologicalS ience
28(4)：385-390
Oct．2009
山杜英和黧蒴幼苗对干旱胁迫(PEG)的生理响应
陈伟光1，薛 立2‘，任向荣2一，冯慧芳2，史小玲2
1．佛山市国营云勇林场，广东高明528518
2．华南农业大学林学院，广州510642
3．乌鲁木齐市农科院试验场，乌鲁木齐830000
【摘要】 以山杜英(Elaeocarpussylve tris)和黧蒴(Castanopsisfissa)幼苗为试验材料，利用聚乙二醇6000(PEG．6000)
人工模拟水分胁迫环境，设置三个胁迫强度处理(轻度、中度、重度)、三个胁迫持续时间处理(12h、24h、36h)，以
不加PEG．6000的l／2Hoagland营养液中的苗木作为对照，对2个树种幼苗的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸含
量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙=醛(MDA)含量和可溶性糖含量进行了测定，研究了水分胁迫对这
2种幼苗的影响。结果表明：随着水分胁迫强度的加深及持续时间的延长，2种幼苗叶片相对含水量出现下降趋势，黧
蒴的含水量下降更为显著；2种树种幼苗叶片内相对电导率呈波动性上升，黧蒴在轻度胁迫时相对电导率有大幅增加；2
种幼苗的脯氨酸含量显著增加，叶绿素含量呈小幅波动，SoD活性先升后降，可溶性糖含量旱现波动性上升：山杜英叶
片的MDA含量增加较缓慢，而黧蒴叶片的MDA含量大幅度增加。研究表明幼苗山杜英比黧蒴抗旱性强，叶片相对含
水量、相对电导率和MDA含量可作为评价这2种苗木抗旱性的依据。
关键词： 阔叶苗木；PEG：抗旱；生理
doi：10．39690．issn．1008—8873．2009．05．001中图分类号：Q178．532文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2009)05—385—06
Physiologicalresponsesof edlingsofElaeocarpussylve trisandCastanopsisfissa
toPEGstress
CHENWei．guan91，XUELi2，RENXiang．ron923，FENGHui．fan92，SHIXiao．1in92
J．YunyongF restFarmofFoshanCity,Gaoming528518,China
2．CollegeofForestry,SouthChinaAgriculturalUniversity,GuangzliOU510642，China
3．SyntheticProvingGroundofXinjiangAcademyofAgriculturalScience，Urumqi830000，China
Abstract：AstudyOilthephysiologicalchangesofElaeocarpussylvestrisandCastanopsisfissaseedlingswasconductedunderoughtstressusing
treatmentsofdifferentPEG6000concentration(mildsn_；ess，moderatestress，severestress)anddifferentstressduration(12hours，24hours，36hours)，
andl／2HoaglandnutrientsolutionwithoutPEG6000Wasusedascontr01．Resistanceoftheseedlingstodroughtstresswasevaluatedbytestingrelative
watercontent，relativeconductivity,freeprolinecontent,chlorophyllc ntent，superoxideismutase(SOD)activity，malondidehyde(MDA)contentand
solublesugarcontent．Theresultsshowedthatwithincreasingstressintensityandprolongingduration，relativewatercontentofthetwoseedlings
decreased。andthatoftheCfissadecreasedgreaterhanEsylvestris；theirrelat veconductivitiesshowedafluctuantincrease．ComparedtOthecontrol，
relativeconductivityofc．fissaincreasedmoresignificantlythanE．sylvestris；thecon entsoffreeprolineoftwoseedlingscreasedsignificantly；
contentsofchlorophyllfluctuatedslightly；theactivitiesofSODincreasedtthebeginningofdroughttreatment,butdecreasedlater；contentsofsoluble
sugarincreasedwithincreasingstressintensityandprolongingduration．TheMDAcontentofE．sylvestrisincreasedslowly,whereasthatofc．fissa
increasedrapidly．ThepresentstudyindicatesthatE．sylvestrisismorer sistantodroughtstressthanC．如sn。andthatrelativewatercontent，relative
conductivityandMDAcontentCanbeasindicatorsford oughtresistanceevaluationforthetwoseedlings．
Keywords：broadleavedseedling；PEG；droughtresistance；physiologicalindices
收稿日期：2009—01．20收稿，2009—08-20接受
基金项目：广东省林业局科技项日(4400一F07064，4400一F08018)资助。
作者简介：陈伟光， (1963一)，男，工程师，大专，从事树木生理和生态研究。Email：chw9123@126．corn
}通讯作者：薛立，Email：forxue@scan．edu．ca
万方数据
1引言(Introduction)
干旱是影响树木成活与生长的重要限制因子
【I，2】。我国有约1／3的国土面积处于干旱、半干旱地
区，这些地Ⅸ的水资源严重短缺及非干旱地区的季
节性干旱常影响植物的生长【3】。林木和农作物由于
干旱造成的减产超过其他环境胁迫造成减产的总
和【4】。干旱限制树木的地理分布和影响其生长发育。
树木能通过一些生理生化反应来适应水分胁迫生
境，如植物能够将水分吸收提高到最大值或将水分
损失降低到最小值来避免干旱胁迫t51，因此叶片相
对含水量在一定程度j二体现了树木对干旱的抵抗
力。水分胁迫可以破坏植物的膜透性，引起电解质
渗}H率的增加【6’7】。在水分胁迫下产生过剩的活性
自由基，会引发或加剧膜脂过氧化，丙二醛(MDA)
作为膜脂过氧化最终产物，可以反映细胞膜伤害程
度【81。植物内源保护酶如SoD能够抑制膜脂过氧化
以减轻活性氧的伤害19]，其变化可以间接反映其抗
逆性的强弱。另外，植物町以通过积累脯氨酸、可
溶性糖等渗透调节溶质来适应干旱胁迫【l0’12J。山杜
英(Elaeocarpussylve tris)分布于长江以南各省区
中低海拔山区。属常绿乔木，喜温暖湿润气候，较耐
荫，耐贫瘠，根系发达。黎蒴(Castanopsisfis a)
是我国南方重要的优良乡土阔叶树种，分布于我国
中亚热带以南海拔850m以下的丘陵山地，为常绿
乔木，喜温暖湿润气候，较耐寒，中性偏阴，对立地要
求不严，根系发达，枝叶繁茂。这2种树种多栽培于
丘陵和森林山地，易受到水分胁迫的影响。目前，
尚未见到关于这2种树种抗旱性的报道。本文利用
聚乙二醇(PEG一6000)人工模拟干旱条件，测定山
杜英和黎蒴的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨
酸含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SoD)活
性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量，对这2个
树种的抗旱能力进行比较分析，可以为认识其干旱
适应性规律和提高造林成活率提供科学依据。
2材料与方法(Materialsandmethods)
2．1试验材料 ，
试验地在华南农业大学林学院的教学苗圃内，处理
所用幼苗为营养袋培育的实生荫，购于广东省龙H艮洞林
场林木种苗示范基地。山杜英的平均地径、平均树高和
平均冠幅分别为0．53cm、48cm和20cm，藜蒴分别为
0．33onl、34cm和25cm。
2．2 试验方法
采用长60cIn、宽37cm、深17cm的塑料盆作水培
器材，在塑料泡沫板打孔后置于盆表面，将苗木插于盆
内的营养液中。营养液选用霍格兰营养液配方。在新鲜
营养液里加入PEG6000配制成不同浓度的胁迫溶液：轻
度胁迫5％(50g．L-1PEG)、中度胁迫10％(100g·L．‘PEG)、
重度胁迫15％(150g·L～PEG)。
选取形态长势基本一致的幼苗，小心剥落营养袋
中的泥土，洗净根部后插入打好孔的泡沫板中，板置
于盛有营养液的颦料盆上，每孔一株苗，植株用海绵固
定。水培苗先在1／2Hoagland营养液中恢复2d，再移入
用营养液配制的具有不同渗透势的聚乙二醇
rPEG6000)溶液中进行不同强度及不同持续时间的水
分胁迫处理，各处理均在室温(28℃；RH75％～85％)
下进行。各胁迫强度均设3组持续时间处理，分别在胁
迫持续12h、24h、36h时采集生长良好，大小均一的
叶片为供试材料，以不)JI]PEG6000持续12h的苗木为
对照。不同树种的相同指标均在早晨8：30采样，每个
指标用3株苗木采样，取每棵植株的第3位至第8位功能
叶，用自来水轻轻冲洗除去表面污物，再用蒸馏水冲
洗2～3次后，用吸水纸轻轻吸干叶片表面水分，测定
叶片的生理指标，．3次重复。
2．3测定方法
叶片相对含水量、相对电导率、叶绿素含量、脯
氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物岐化酶
(SOD)活性参照文献[13】的方法测定；可溶性糖参
照文献[14】的蒽酮比色法测定。
2．4数据统计
数据统计分析和作图由MicrosoftExcel和
SAS8．1软件系统完成。
3结果与分析(Results)
3．1 不同水分胁迫持续时间对幼苗叶片相对含水
量的影响
轻度胁迫条件下，随着胁迫时间的增加，山杜英
的叶片相对含水量下降后回升，中度和重度胁迫条件
下，呈下降趋势(图la)。12h和24h的轻度胁迫条件
下，黧蒴叶片相对含水量随着胁迫时问的增加I而显著
下降(尸<0．05)(图lb)。重度胁迫条件下，叶片相对
含水量在胁迫持续12h时显著降低(P24h和36h时，含水量进一步降低。
万方数据
5期 陈伟光，等：山杜英和黧蒴幼苗对干早胁迫(PEG)的生理响应 387
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胁迫时间 Stresstime(h)
翳 轻度胁迫mildstress日中度胁迫moderatestress 囵重度胁迫severeStreSS
图1不同水分胁迫持续时间对苗木叶片相对含水量的影响
Fig．1Effectofdroughtstressontherelativewatercontentinleavesofeedlings
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胁迫时间 Stresstime(h)
翳 轻度胁迫Mildstress 囫 中度胁迫Moderatestress 园重度胁迫Severestress
图2不同水分胁迫持续时间对苗木叶片相对电导率的影响
Fig．2Effectofdroughtstressontherelativeelectricalconductivityinleavesofeedlings
3．2不同水分胁迫持续时间对幼苗叶片相对电导
率的影响
轻度、中度和重度胁迫条件下，随着胁迫持续时
间的延长，山杜英幼苗叶片相对电导率均显著上升
(P<0．05)，各持续时间处理的电导率均显著高于对
照(P<0．05)(图2a)。轻度、中度和重度胁迫条件
下，黧蒴叶片相对电导率在胁迫持续12h、24h和36h
时均显著高于对照(P<0．05)(图2b)。
3．3不同水分胁迫持续时间对幼苗叶片脯氨酸含
量的影响
轻度和重度胁迫条件下，随着胁迫持续时间的延
长，山杜英叶片脯氨酸含量略降后显著增加(P<0．05)，
而中度胁迫条件下，脯氨酸含量逐渐增加(图3c)。
轻度、中度和重度胁迫条件下，随着胁迫持续时间的
延长，黧蒴叶片脯氨酸含量先升后降，除了重度胁迫
24h的外均显著高于对照(P<0．05)(图3b)。
3．4不同水分胁迫持续时间对幼苗叶片叶绿素含
量的影响
轻度胁迫条件下，持续36h时，叶绿素含量显著
小于对照(P持续时间的叶绿素含量与对照比均有显著增加
(P时的叶绿素含量比对照显著增加(P<0．05)。由图
4b可知，轻度胁迫条件下，黧蒴叶片叶绿素含量波
动较小。中度胁迫条件下，叶绿素含量在胁迫持续
24h时显著增加(P<0．05)。重度胁迫条件下，叶绿
素含量在胁迫持续12h时显著降低(P<0．05)，之后
缓慢增加。
3．5不同水分胁迫持续时间对幼苗叶片SOD活性
的影响
轻度胁迫条件下，随着胁迫持续时间的延长，山
杜英叶片SOD活性在上升后下降，胁迫12h时和24h
时显著大于对照(图5a)。中度胁迫条件下，胁迫24h
时SOD活性显著高于对照(P<0．05)。重度胁迫条件
下，随着胁迫持续时间的延长，SOD活性显著增加后
显著下降(氏0．05)。轻度、重度胁迫条件下，黧蒴
叶片SOD活性在胁迫初期显著增加后显著下降
(尸著下降后显著增加(PO
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胁迫时间 Stresstime(h)
鬟 轻度胁迫Mildstress 囫 中度胁迫Moderatestress 园重度胁迫Severestr ss
圈3不同水分胁迫持续时间对苗木叶
Fig．3Effectofdroughtstressonthecontentofreeprolineinl avesof eedlings
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胁迫时间 Stresstime(h)
黪 轻度胁迫Mildstress 囫 中度胁迫Moderatestress 园重度胁迫Severestress
图4不同水分胁迫持续时间对苗木叶片叶绿素含量的影响
Fig．4Effectofdroughtstressonthechlorophyllcontentinleaves
ofeedlings
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胁迫时间 Stresstime(h)
嚣 轻度胁迫Mildstress 团 中度胁迫Moderatestress 圈重度胁迫Severestress
图5不同水分胁迫持续时间对苗木叶片SOD活性的影响
Fig．5EffectofdroughtstressontheactivityofSODinleavesof eedlings
3．6不同水分胁迫胁迫时间对幼苗叶片丙二醛含
量的影响
轻度和中度胁迫条件下，随着胁迫持续时间的延长，
山杜英叶片的丙二醛含量显著增加后(尸}<0．05)下降(图
6a)。重度胁迫条件下，显著下降后(尸≮0．05)显著上升(，k
0．05)；轻度、中度和藿度胁迫条件下，各肋泊时间处理的
黧蒴叶片丙二醛含量均显著高于对照(户I<0．05)(图6b)。
3．7不同水分胁迫持续时间对幼苗叶片可溶性糖
含量的影响
轻度胁迫条件下，山杜英叶片可溶性糖含量在
胁迫36h时有显著大于对照(P<0．05)(图7a)。
中度胁迫条件下，可溶性糖含量在胁迫持续12h
和24h时比对照显著增加(P<0．05)。重度胁迫条
件下的可溶性糖含量在胁追24h和36h时显著大
于对照(JP<0．05)：轻度胁迫条件下，各胁迫时
间处理的黧蒴叶片可溶性糖含量显著高于对照
(P<0．05)(图7b)。中度胁迫条件下，胁迫12h
和36h时显著高于对照(P<0．05)。重度胁迫条件
下，随着胁迫持续时间的延长，可溶性糖含量显
著增加(尸<0．05)。
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5期 陈伟光，等：山杜英和黧蒴幼苗对十旱胁迫(PEG)的生理响应 389
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胁迫时间Stresstime(h)
囊 轻度胁迫Mildstress 园 中度胁迫Moderatestre鸽 园 重度胁迫Severestress
图6不同水分胁迫持续时间对苗木叶片丙二醛含量的影响
Fig．6EffectofdroughtstressonthecontentofMDAinleavesofseedlings
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胁迫时间 Stresstime(h)
荔 轻度胁迫Mildstress 园 中度胁迫Moderatestress 函霞度胁迫Severestr ss
圈7不同水分胁迫持续时间对菌木叶片可溶性糖含量的影响
Fig．7Effectofdroughtstressonthecontentsofsolublesugarinleavesofeedlings
4讨论(Discussion)
据前人研究，抗旱性强的植物叶片相对含水量下
降的速度往往比抗旱性弱的树种要迟缓ll毛mJ。干旱
胁迫导致脂膜相对透性增加，离子大量外洌"j，相
对电导率增加：由干旱引起的脯氨酸和可溶性糖的增
加，有利于阻止细胞脱水或细胞吸水，增强植物的抗
旱能力[t8-21】；SOD的增加可以保护细胞、减轻逆境带
来的伤害‘221，而MDA含量的增加，表明抗旱性弱‘16，23l。
在测定的7种生理指标中，经水分胁迫处理后2种
苗木的脯氨酸含量显著增加，叶片叶绿素含量一般呈
小幅波动，SOD活性先升后降，可溶性糖含量呈现波
动性上升。山杜英苗木的叶片相对含水量和MDA含量
的下降较缓和，相对电导率逐渐增加，而黧蒴的叶片
相对含水量和MDA含量下降快，在轻度胁迫时相对电
导率就有大幅度的增加，说明后者对水分胁迫很敏感，
保水能力弱，细胞膜受损，外渗电解质比较多，抗旱
性较弱。本研究中叶片相对含水量、相对电导率和
MDA含量可作为评价这2种苗木抗旱性的有效依据。
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山杜英和黧蒴幼苗对干旱胁迫(PEG)的生理响应
作者： 陈伟光， 薛立， 任向荣， 冯慧芳， 史小玲， CHEN Wei-guang， XUE Li， REN Xiang-
rong， FENG Hui-fang， SHI Xiao-ling
作者单位： 陈伟光,CHEN Wei-guang(佛山市国营云勇林场,广东,高明,528518)， 薛立,冯慧芳,史小玲
,XUE Li,FENG Hui-fang,SHI Xiao-ling(华南农业大学林学院,广州,510642)， 任向荣,REN
Xiang-rong(华南农业大学林学院,广州,510642;乌鲁木齐市农科院试验场,乌鲁木齐
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刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2009,28(5)

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