全 文 ：第 3 5卷第 4期 江 苏 林 业 科 技 Vol.3 5No.4
2 0 0 8年 8 月 JournalofJiangsuForestryScience＆Technology Aug.2 0 0 8
文章编号:1001-7380(2008)04-0029-03
干旱胁迫对 4个红檵木品种
渗透调节物质含量的影响＊
贺苏华 ,尹 恒 ,吴莉英 ,唐前瑞
(湖南农业大学 ,湖南 长沙 410128)
摘要:对土壤干旱胁迫下 4个红檵木品种的游离脯氨酸 、可溶性糖 、可溶性蛋白的含量和叶片相对含水量的变化进
行了研究。结果表明 , 红檵木叶片含有较高的含水量 , 在土壤干旱胁迫的情况下 , 叶片相对含水量呈下降趋势 ,脯
氨酸和可溶性糖总体呈上升趋势 ,其中 , 脯氨酸先下降后上升。可溶性蛋白质含量的变化与干旱胁迫呈负相关。
关键词:红檵木;土壤;干旱胁迫;渗透调节物质;品种
中图分类号:S792.11 文献标识码:A
红檵木(Loropetalumchinensevarrubrum)属金
缕梅科(Hamamelidaceae)檵木属(Loropetalum)檵
木(L.chinense)的变种 [ 1] , 分布于我国华东 、华南
及西南各省自治区 ,日本 、印度也有分布 。红檵木
生长于半阴环境 ,属中性植物 ,喜温暖湿润气候及
疏松酸性土壤 ,适应性 、萌发能力均强 ,较耐寒。
在湖南红檵木野生资源分布于湘东山区 ,树姿优
美 ,花叶艳丽夺目 ,别具一格 , 1 a内能多次开花 ,
是十分珍贵的园林绿化及盆景植物 [ 2] 。长期以
来 ,人们对红檵木的花期调控 、遗传育种 、种质资
源等已做了许多工作 ,但生理生化方面的研究较
少 ,尤其对红檵木在土壤干旱胁迫状态下渗透物
质的动态变化研究尚未见报道 。本试验选取湖南
浏阳柏加花木基地生长的 1年生实生苗 4种红檵
木品种(尖叶双面红 、小叶单面红 、大圆叶双面红 、
乌红翘叶)为材料 ,研究植物体内渗透物质的季节
变化规律 ,探讨其耐旱的渗透调节机制 ,为我国干
旱 、半干旱地区的生态环境建设选择优良树种及
栽培利用提供理论依据 。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用生长健壮 、无病虫害 、同一品种长势基本一
致的苗木为供试材料 。供试品种为尖叶双面红 、小
叶单面红 、大圆叶双面红 、乌红翘叶 。 4个 供试材
料均来源于湖南浏阳柏加花木基地。 2006年 11月
购置苗木 ,栽植苗木 ,正常管理。
1.2 试验设计
本试验采用盆栽试验 ,试验设在湖南农业大学
园艺园林学院科研基地。采用随机区组试验设计。
设 3个区组 ,每区组内每个品种每个处理设 3个小
区 ,共 6个处理。控水方法采用 Hsiao.TC(1973)关
于中生植物水分梯度划分的水分梯度法 。根据土壤
相对含水量(SRWC),共分 6个处理水平 ,即轻度胁
迫:(T1)(75 ±2)%, (T2)(65 ±2)%;中度胁迫:
(T3)(55±2)%, (T4)(45 ±2)%;重度胁迫:(T5)
(35±2)%, (T6)(25±2)%。以(85±2)%(占土
壤最大持水量的百分数)为 CK。
1.3 试验处理
对盆栽苗木进行正常管理 , 2007年 5月 1日连
盆移入大棚内培养架上 ,控制水分 。每区每组按编
号 a, b, c, d, e, f, g分成 7组 ,每组 20盆 。分别对应
对照和 6个水分梯度进行土壤干旱胁迫 。每天
17:30进行植株连盆土称量记录 ,当胁迫分别达到所
设 6个水分梯度时停止胁迫。此后每天 17:30进行
称量记录 ,补充当天失去的水分 ,使各处理水平达到
设定的含水量 。每区每组分别取 6个土壤水分处理
及 CK下红檵木冠幅 、苗高大小一致的第 3片新叶
进行测定 ,取材时间集中在 7:00 ～ 8:00,擦净表面
污物 。 2007年 7月 22日试验测定开始 ,第 8, 16, 24
d,进行有关生理指标的测定 ,重复 3次 。
＊收稿日期:2008-05-31
作者简介:贺苏华(1981-),女 ,湖南衡阳市人 ,园艺硕士 ,研究方向:植物造景。
1.4 试验方法
(1)叶片含水量的测定:采用恒重法[ 3] ,每种重
复 3次 。
(2)游离脯氨酸含量的测定:采用酸性茚三酮
法 [ 3] ,每种重复 3次 。
(3)可溶性蛋白含量的测定:采用考马斯亮蓝
比色法 [ 4] ,每种重复 3次 。
(4)可溶性糖含量的测定:采用蒽酮硫酸水合
热法[ 5] ,每种重复 3次。
1.5 数据分析
本试验中每处理设重复 3个 ,所得原始数据全
部以 Excel2000进行处理 ,并绘制折线图。用 SPSS
11.0软件进行因子分析 ,确定影响红檵木抗旱性的
主要因子。
2 结果与分析
2.1 叶片相对含水量的变化
叶片相对含水量(LRWC)是指示叶片保水力的一
个常用指标 ,一般认为:LRWC越大 ,下降速率越小 ,则
品种抗旱性越强。试验可知(见图 1):红檵木叶片含有
较高的含水量 ,表明红檵木叶具有较高的保水力。
图 1 干旱胁迫对叶片相对含水量的变化
胁迫初期 SRWC为(75±2)%, LRWC呈上升
趋势;持续胁迫下 SRWC为(65±2)%,其下降速率
开始加快 ,与 CK相比 ,尖叶双面红 、大圆叶双面红 、
小叶单面红 、乌红翘叶分别下降了 6.9%, 4.0%,
1.3%和 6.3%。当 SRWC降至(25 ±2)%时 , LR-
WC最低 ,分别降低了 25.7%, 27.8%, 28.2%。从
4个品种的 LRWC及其下降速率可以看出:红檵木
具有较强的抗旱性。方差分析结果显示:F处理间 =
64.307 280 4 (P=0.001 <0.01), 差异极显著;
F品种间 =7.961(P=0.012 <0.05),差异显著 。品种
间 、水分处理间差异均达显著水平 ,表明水分胁迫对
4个红檵木品种的 LRWC影响较大。
2.2 脯氨酸含量的变化
脯氨酸是一种重要的渗透调节物质 ,其作用是
维持原生质和环境的渗透平衡 ,水溶性很大 ,在干旱
时有保水作用 ,阻止水分丧失 。因此 ,脯氨酸在植物
抗旱性方面有着积极作用。由试验可知(见图 2):
在土壤干旱胁迫下 ,红檵木叶片中 Pro含量呈现出
先减少后增加的趋势。在持续胁迫下 SRWC为(45
±2)%,脯氨酸含量显著增加 ,其积累量大小依次
为:大圆叶双面红 >尖叶双面红 >乌红翘叶 >小叶
单面红 , 增加倍数分别为 6.38, 5.84 , 7.79, 5.84。
由此可见:干旱胁迫有利于脯氨酸的累积。方差分
析结果显示:F处理间 =31.169 (P=0.001 <0.01);
F品种间 =1.117(P=0.036 8<0.05)。由此看出:品
种间差异达显著水平 ,水分处理间达极显著水平 ,干
旱胁迫对脯氨酸积累的影响显著 。
图 2 干旱胁迫对脯氨酸的含量变化
2.3 可溶性糖含量的变化
可溶性糖是又一重要渗透调节物质 ,土壤干旱胁
迫下 ,可溶性糖大量积累 ,当 SRWC为(25±2)%时 ,积
累量达到最高 ,增幅依次为:尖叶双面红 >大圆叶双面
红 >乌红翘叶 >小叶单面红 ,增加倍数分别为 1.83,
1.33, 0.91, 0.84(见图 3)。
以上结果表明:红檵木叶片中 ,可溶性糖对干旱
胁迫极为敏感 ,逆境条件下迅速大量积累 ,是适应逆
境的一种体现 。方差分析结果显示:F处理间 =34.303
(P=0.001<0.01);F品种间 =2.807 (P=0.046 8 <
0.05)。由此看出:品种间差异达显著水平 ,水分处
理间达极显著水平 ,干旱胁迫对可溶性糖积累的影
响显著。
2.4 可溶性蛋白质含量的变化
在逆境胁迫下红檵木叶片组织内可溶性蛋白质
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图 3 干旱胁迫对可溶性糖的含量变化
含量的变化与干旱胁迫呈负相关(见图 4)。各品种
可溶性蛋白质含量均在 SRWC为(75±2)%时与对
照存在极显著性差异 ,并呈上升趋势 。在 SRWC为
(45±2)%时与对照存在显著性差异或无显著性差
异 。由此可见轻中度干旱胁迫对红檵木可溶性蛋白
质积累的影响不大 ,只有水分胁迫达到一定水平时
才对蛋白质的合成有破坏作用 。 4个红檵木品种在
整个水分胁迫过程中可溶性蛋白质含量降低的总量
分别为:大圆叶双面红 46.9%,尖叶双面红 46.7%,
乌红翘叶 51.5%,小叶单面红 52.3%。尖叶双面红
可溶性蛋白质含量的变化量最小 ,说明该品种在水
分胁迫下可溶性蛋白质合成受抑制的程度最小 ,对
干旱胁迫环境的适应能力最强 ,同样可得小叶单面
红可溶性蛋白质合成受抑制最大 ,其他各品种介于
二者之间。总体看来红檵木叶片可溶性蛋白质受水
分胁迫影响较大 。
图 4 干旱胁迫对可溶性蛋白含量的变化
3 讨 论
水分是植物生存的重要因子 ,一系列生理生化
反应的进行 ,产物的运输 ,都离不开水的参与 ,同时
也是园林植物体内物质合成的原料 ,细胞原生质体
的主要成分[ 6] 。干旱胁迫下 ,体内水分由于不断耗
散而减少 ,从而影响园林植物的生长发育和观赏特
性。本试验设置测定的时间属季节性干旱较为典型
的时段之一 ,研究红檵木渗透调节物质的变化 ,可为
红檵木品种在园林景观中的选用提供理论依据。
渗透调节物质是一种具有较强的水溶性 ,在逆
境条件下能大量产生以维持细胞膨压的一类物质 ,
其积累量的多少可反映水分胁迫程度 [ 7] 。结果表
明:土壤干旱胁迫下 ,渗透调节物质脯氨酸和可溶性
糖大量积累 ,其中 ,可溶性糖较脯氨酸反应灵敏 ,这
可能是由于胁迫条件下 ,红檵木叶片中的多糖(淀
粉)被水解成单糖 、还原糖和寡聚糖(蔗糖)。渗透
调节物质含量的增加 ,可能是其主动积累的一种体
现 ,从而维持细胞膨压 ,使植物组织免遭失水的破
坏。但是 ,渗透调节作用也有一定的局限性 ,主要表
现在植物种或品种间渗透调节能力的差别 ,主动渗
透调节能力低 ,渗透调节作用的暂时性和调节幅度
的有限性;此外 ,渗透调节并不能完全维持生理过
程 ,即使在能进行渗透调节的水势变化范围内 ,干旱
对植物的影响仍存在 ,如抑制生长等。
4种红檵木叶片组织内可溶性蛋白质含量在本
试验中的变化规律均表现一致 ,随盐胁迫程度的加
剧呈下降趋势 ,说明 4种红檵木的蛋白质合成均受
到水分胁迫的抑制作用 。受到的抑制作用越大 ,表
明其耐受水分胁迫的能力越差。测定与分析结果显
示各品种蛋白质合成受抑制作用大小的顺序为小叶
单面红 >乌红翘叶 >大圆叶双面红 >尖叶双面红。
耐旱能力大小顺序与此顺序相反 ,因此与前述结论
相符合。同时说明可溶性蛋白质也是一个用来衡量
红檵木耐旱性大小较好的指标。
参考文献:
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31第 4期 贺苏华等:干旱胁迫对 4个红檵木品种渗透调节物质含量的影响