全 文 ：ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.52006May
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北京地处中纬度地区,是典型的温带大陆性季风
气候,降水的季节性不均匀等自然因素和污染浪费等
人为因素使北京缺水现象日益严重,因此,选择抗旱性
强的园林地被植物既可以美化环境,又可以节约城市
用水。蛇莓(Duchesneaindica)是蔷薇科多年生草本,
生长迅速,适应性强,花果皆美,近年在园林中应用很
多。甘野菊(Dendranthemalavandulifolium)是菊科多年
生草本,生长迅速,富于野趣,在北京各大公园中也有
应用。两者都是2008年北京奥运会可以推广应用的优
良地被。近年来,对于植物的抗旱性机理已经有了很多
报道,但对野生地被蛇莓和甘野菊还未见报道。
1材料与方法
1.1材料与处理
植物材料由香山公园管理处提供。选择生长一致
的植物,于 5月末移栽入高 35cm,上口径 30cm的塑
料盆中,栽培基质用园土:沙子:草碳:肥=1:1:1:1。在
北京林业大学花房中缓苗一个半月后,于7月中旬进
行干旱胁迫处理。把两种植物分为两个处理:自然干旱
处理和浇水处理,在试验前3d对所有的植株进行连续
浇水处理,使每盆土壤处于饱和含水状态,之后对浇水
处理的植物进行正常浇水,使其不受水分胁迫。分别于
胁迫 5、10、15、20d上午 7:00-8:00选取成熟健壮叶
片进行各项指标的测定。
1.2分析测定方法
1.2.1土壤含水量测定 选取 5cm深处的土样称取鲜
重,80℃烘干24h后称干重。
土壤含水量(%)=烘干重-瓶重
鲜重-瓶重
×100%。
1.2.2叶片相对含水量的测定 将叶片剪成 0.5cm2的
小块,每种称取鲜重 0.1g,放入小烧杯中吸水 24h后
野生地被植物蛇莓和甘野菊的抗旱性研究
孙 震 1,高大伟 2,何文华 1,董 丽 1
(1北京林业大学园林学院,北京 100083;2天津大学建筑学院,天津 300072)
摘 要:研究了野生地被蛇莓和甘野菊在土壤干旱胁迫下土壤含水量、叶片细胞膜透性、叶片相对含水
量、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质、游离脯胺酸、过氧化物酶(POD)随胁迫强度的变化。结果表明:随着
胁迫的加深,甘野菊出现胁迫症状要早于蛇莓,但最后受到的胁迫程度较轻,表明甘野菊的抗旱性要强
于蛇莓。
关键词:野生地被植物;蛇莓;甘野菊;水分胁迫;抗旱性
中图分类号:S322.3 文献标识码:A
StudiesonDroughtToleranceofDuchesneaindicaandDendranthemalavandulifolium
SunZhen,HeWwenhua,DongLi
(DepartmentofLandscapeArchitecture,BeijingForestryUniversity,Beijing100083)
Abstract:Inthepresentpaper,DuchesneaindicaandDendranthemalavandulifoliumwerestudid.The
soilwatercontent(SWC),andtheleafelectrolyte,leafwatercontent(LWC),MDA,solubleprotein,free
prolinecontentandPODweremeasuredunderthestressofdrought.TheresultsshowthattheinjuryofD.
lavandulifoliumoccursearlierthanD.indica,butthedegreeoftheinjuryislighterthanD.indica,which
indicatedthatithashigherdroughttolerance.
Keywords:Wildgroundcoverplant,Duchesneaindica,Dendranthemalavandulifolium,Waterstress,
Droughttolerance
基金项目:北京绿化、美化科技工程——城市绿化子课题“ 城市绿地地被植物开发应用研究”(H030630090011)资助。
第一作者简介:孙震,男,1980年出生,吉林四平人,北京林业大学园林植物与观赏园艺在读研究生,研究方向:野生地被抗性。E-mail:sun19801116@163.
com。通信地址:100083北京林业大学 732#。
通讯作者:董丽,女,教授,研究方向:园林植物与观赏园艺。E-mail:dongleah@yahoo.com.cn
收稿日期:2006-01-13,修回日期:2006-03-29。
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中国农学通报 第22卷 第 5期 2006年 5月
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称取饱和重,然后将叶片放入 80℃烘箱 24h后称取
干重。
RWC(%)= 鲜重-干重
饱和重-干重
×100%公式来计算。
1.2.3细胞膜透性的测定 采用电导法,将叶片剪成
0.5cm2的小块,每种称取 0.1g,放入含有 20ml蒸馏
水 的 试 管 中 ,真 空 抽 气 15min, 静 置 2h后 用
DDS-11A型进行电导率测定,然后沸水浴 15min,冷
却后静置2h测定总电导率。
膜相对电导率%= 样品电导
沸水浴电导
×100%。
1.2.4可溶性蛋白的测定 可溶性蛋白含量采用邹琦
(1999)考马斯亮蓝G-250法测定计算[1]。
1.2.5渗透物质含量的测定 植物体内脯胺酸含量按
照邹琦(1999)酸性茚三酮法测定计算[1]。
1.2.6MDA、POD的测定 酶液的制备:取 0.5g新鲜
叶片于研钵中,加入 5ml0.05mol/L预冷的磷酸缓冲
液(pH7,内含 1%PVP)和少量石英砂在冰浴中研磨,
5000×g离心20min,上清夜备用。
MDA含量按照王爱国(1986)[2]硫代巴比妥酸法
测定计算;POD按照夏新莉(2002)[3]愈创木酚法测定
计算。
图1 蛇莓土壤含水量的变化 图2甘野菊土壤含水量的变化
2结果与分析
2.1水分胁迫下土壤含水量的变化
从图1和图2可见,两种植物的土壤含水量随胁
迫天数的增加逐渐降低,开始下降的速度比较快,到
10%左右速度开始变慢,两者的下降速度相似。
2.2叶片相对含水量的变化
从图3和图4可以看出,没有水分胁迫时,两种植
物的叶片相对含水量都较高,差异不大;随着胁迫时间
的延长,含水量逐渐降低。水分胁迫前期叶片的相对含
水量下降缓慢,植物失水平缓;后期下降迅速,甘野菊
图3 蛇莓叶片相对含水量变化 图4甘野菊叶片相对含水量变化
在第15天,含水量与叶片已经有很大差异,为对照的
65%,第20天为对照的54.9%;而蛇莓在第20天才出
现差异,为对照的58.7%。
2.3水分胁迫对细胞膜相对透性的影响
渗透胁迫导致细胞损伤,膜系统透性增大,因此可
以测定膜相对透性来反映逆境对植物组织伤害的程
度。从图5和图6可以看出,胁迫第15天时,甘野菊的
细胞膜透性开始增加,是对照的 1.73倍,而蛇莓没有
差异。当第20天时,甘野菊达到60.8%,是对照的2.22
倍。第20天时蛇莓达到77.52%,是对照的2.7倍。
2.4水分胁迫对可溶性蛋白含量的影响
从图7和图8可以看出,随着胁迫时间的增加,两
种植物的可溶性蛋白含量变化不一样。蛇莓在整个
胁迫过程中变化很小,而甘野菊在第 10天就开始积
累。在第 10天、第 15天、第 20天时分别为对照的
1.56、2.29、2.64倍。
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2.5水分胁迫对脯胺酸含量的影响
脯胺酸的积累说明脯胺酸的含量与干旱程度呈正
相关,既水分胁迫越大,脯胺酸含量越高,这是植物
对干旱胁迫的适应性反应。从图 9和图 10可以看
出,两者的脯胺酸都在第 10天开始积累。甘野菊第
10天就达到对照的 2.72倍,第 15天和第 20天分别
达到 9.15和 29.60倍。而蛇莓在第 10天、第 15天、
第20天分别是对照的2.13、2.25和22.95倍。由此可
知,随着水分胁迫的加深,甘野菊的脯胺酸积累量显
著大于蛇莓,因此可认为甘野菊的渗透调节能力较
蛇莓强。
2.6水分胁迫对MDA、POD的影响
在干旱逆境条件下活性氧量超过伤害阈值,其毒
害之一是直接引发或加剧膜脂的过氧化作用,使膜
上的不饱和脂肪酸氧化,导致其最终产物丙二醛
(MDA)含量增加。从图11和图12中可以看出,与对
照相比,蛇莓在第 20天 MDA才增加,达到对照的
5.5倍;甘野菊在第 15天略有增加,为对照的 1.15
倍,第20天达对照的1.89倍。可以看出,甘野菊经过
是缓慢增加的,而蛇莓在第20天突然增加。
从图13.14中可以看出,处理前甘野菊的POD活
性显著高于蛇莓,为蛇莓的6倍。在处理过程中蛇莓
图5 蛇莓叶片细胞膜相对透性的变化 图6甘野菊叶片相对电导率的变化
的 POD先增加后降低,甘野菊则一直维持较高的
POD活性。甘野菊较高的POD活性可以保证其有较
强的自由基清除能力,减轻了细胞膜和细胞生物大
分子的伤害,增强了抗旱能力。
3结论与讨论
从胁迫期间植物外观表现情况来看,第10天蛇莓
已经有少部分叶子变黄枯萎,而甘野菊的叶子有些下
垂,但枯萎的较少;第15天时,蛇莓的叶子几乎全部枯
图7 蛇莓可溶性蛋白含量变化 图8甘野菊可溶性蛋白含量变化
萎,而甘野菊叶子下垂严重,仅有一半叶子枯萎,整体
上看要比蛇莓观赏效果强,绿量也多;第20天时,蛇莓
已经全部死亡,但甘野菊仍有部分绿叶,如果浇水还能
恢复生长。
水分胁迫期间,两种植物可以通过增加体内可溶
性物质含量来调节组织渗透势,或通过改变原生质与
细胞膜的状态去忍受较大的脱水,如细胞膜透性的增
大及丙二醛含量的升高,这些都表现了其抗旱的一面。
甘野菊对水分胁迫的反应来得快,叶片含水量、电导
率、MDA出现较早,可溶性蛋白质、脯胺酸的积累也
要早,而蛇莓受到伤害的症状要比甘野菊晚,但受害迅
速,在控水的第20天突然增幅突然加大,受害程度也
较深。可以认为其抗旱性弱于甘野菊。
甘野菊在受到轻度干旱胁迫时,植物在伤害阈值
之下,渗透调节物质的增加可以有效降低细胞渗透势,
增强植物吸水能力,从而尽可能降低继续干旱对其造
成的影响。而蛇莓在轻度干旱时没有发生相应机制,从
而造成继续干旱时的迅速死亡。
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在通常情况下,植物体内具有较高的保护酶活性,
可以有效清除细胞内各种活性氧自由基。干旱胁迫
前甘野菊的 POD活性比蛇莓高很多,而且在胁迫期
间能够保持稳定,而蛇莓在抗旱后期迅速降低。
由以上可以看出甘野菊具有较强的渗透调节能力
和活性氧自由基清除能力,因此抗旱性强于蛇莓。
文中所选用的抗旱指标都与土壤含水量变化的相
关性较强,可以在一定程度上比较植物的抗旱性。然
而需要指出的是,抗旱性是一个受多种因子影响的
性状,一种植物的抗旱性强,并不能说明它所有与抗
旱性有关的性状指标方面都优于某种抗旱性较弱的
植物。
参考文献
1 邹琦.植物生理生化试验指导 [M].北京:中国农业出版社,
1996.70~72,96~97
2 王爱国,邵从本,罗广华.丙二醛作为植物膜质过氧化指标的探讨[J].
植物生理学通讯,1986,(2):55~57
3 郑彩霞,高荣孚,夏新莉,等.研究生植物生理大试验试验指导书[M].
北京林业大学植物生理教研组.2002.45~46
(责任编辑:回文广)
图9 蛇莓游离脯胺酸含量变化 图10甘野菊游离脯胺酸含量变化
图11蛇莓MDA含量变化 图12甘野菊MDA含量变化
图13 蛇莓POD的变化 图14甘野菊POD的变化
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