全 文 ：文章编号:1000-1573(2007)05-0028-04
水分胁迫对金光杏梅幼苗生长及其生理指标的影响①
刘遵春 , 　包东娥
(河南科技学院 , 河南 新乡 453003)
摘要:以金光杏梅盆栽幼苗为试材 , 研究了不同程度水分胁迫对其幼苗生长和生理生化各指标的影响 , 以期为
金光杏梅的抗旱栽培提供理论依据。结果表明:随着水分胁迫程度的提高 ,金光杏梅幼苗株高 、叶面积 、叶鲜重 、
叶干重 、茎干重 、根干重 、叶片相对含水量和叶绿素含量呈下降趋势;叶片电导率和丙二醛(MDA)、可溶性糖 、脯
氨酸含量以及 POD活性都随水分胁迫程度的加重而明显升高;SOD活性在轻度和中度水分胁迫下上升 , 在严重
水分胁迫下下降。
关　键　词:水分胁迫;金光杏梅;幼苗;生理指标
中图分类号:S 662.4　　　　　　　　文献标识码:A
Effect of water stress on growth and physiological
indexes in Jinguang plum seedlings
LIU Zun-chun , BAO Dong-e
(Henan Institution of Sci-Tech , Xinxiang 453003 , China)
Abstract:With pot ted Jinguang plum seedlings as material , ef fect of different w ater st ress on the
grow th and leaf phy siological indexes of seedling s were studied.The result w as as follow s:w ith the
increasing of w ater stress , plant height , leaf area , leaf f resh w eight , leaf dry weight , stem dry
weight , root dry weight , relative w ater content and chlorophy ll content in leaves were decreased;
The POD activity , relative membrane permeability and the content of MDA , soluble sugar and pro-
line in leaves were increased significantly with w ater st ress increasing ;SOD activity w as tended to
increase and then decreased w ith the increase of water st ress.
Key words:water stress;Jinguang plum;seedling;phy siolog ical indexes
　　干旱是限制果树生长发育和产量的重要环境因
子 ,严重影响其产量和品质[ 1] 。研究人员以杏 、苹
果 、板栗等果树为材料已做了大量有关抗旱方面的
研究[ 2-4] 。金光杏梅(Prunus mume Bunge cv.
Jingguang)是近几年从杏梅中选育出来的优良品
种 ,该品种具有结果早 、果个大 、成熟早 、果形端正 、
营养丰富等优良性状 ,是一种颇具发展潜力的核果
类水果 。目前 ,有关金光杏梅的研究多集中在生物
学特征 、果实生长发育规律及丰产栽培技术等方
面[ 5-6] ,而对金光杏梅抗旱生理特性及其机理的研
究尚未见报道 。本研究通过模拟方法 ,探讨了水分
胁迫对金光杏梅幼苗生长及其生理生化指标的影
响 ,以期为金光杏梅抗旱机理的研究和抗旱栽培提
供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料及处理
试验于 2006年 3 ～ 6月在河南科技学院果树教
① 收稿日期:2006-11-24
基金项目:河南科技学院重点科研项目资助基金(040109)
作者简介:刘遵春(1976-), 男 ,山东聊城人 , 硕士 ,助教 , 主要从事果树栽培生理教学科研工作.
第 30卷第 5期
2 0 0 7年 9月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNAL OF AGRICU LT URAL UNIVERSI TY OF HEBEI
　 　 Vol.30 No.5
Sep .2 0 0 7
学基地进行(有防雨设施)。供试材料为盆栽 2年生
金光杏梅嫁接苗 ,砧木为山桃。花盆口径 30 cm ,高
25 cm (盆底有孔 ,以免积水),盆土为肥沃的田园
土 ,田间持水量 24.8%。苗木 3月上盆 ,将盆栽苗
置于田间 ,盆下部 2/3埋入土中 ,每盆留 2株生长势
一致的苗木在充足供水条件下培养 。4月下旬 ,苗
木进入旺盛生长期时 ,进行干旱处理。本试验共设
4个土壤水分处理 ,分别为田间持水量的 80%(正常
水分处理 ,即对照)、60%(轻度水分胁迫)、40%(中
度水分胁迫)和 20%(严重水分胁迫),每处理 3 个
重复 。每天下午 18:00 称取盆重 ,补充当天失去的
水分 ,使各处理保持设定的相对含水量 ,连续控水
20 d后 ,采枝条中部成熟叶片进行各项指标测定。
1.2　测定方法
①叶绿素含量:采用 80 %丙酮法测定[ 7] 。 ②
叶片相对含水量:采用烘干法测定[ 8] 。 ③叶片细胞
质膜透性:采用 DDS -307 电导仪测定[ 7] 。细胞膜
相对透性(%)=L1/L2×100%,其中 L1 表示各水分
处理根系杀死前外渗液的电导值;L2 表示各水分处
理根系杀死后外渗液的电导值 。 ④叶片脯氨酸含
量:采用磺基水杨酸提取茚三酮显色法测定[ 7] ;⑤
叶片可溶性糖含量:采用硫酸蒽酮比色法测定[ 7] 。
⑥叶片丙二醛含量:采用硫代巴比妥酸比色法测
定[ 9] 。 ⑦叶片保护酶活性:氮蓝四唑光还原法测定
SOD活性 ,以抑制 50%NBT 反应为 1个酶活性单
位 。POD活性测定用愈创木酚显色法 ,以每分钟内
A 470变化 0.01为 1个酶活性单位[ 9] 。
1.3　数据处理
所有测定数据均采用 EXCEL 软件和 SPSS 软
件进行方差分析。
2　结果与分析
2.1　水分胁迫对金光杏梅幼苗生长的影响
如表 1 所示 ,在水分胁迫下 ,金光杏梅幼苗株
高 、叶面积 、叶鲜重 、叶干重 、茎干重 、根干重均呈现
下降趋势 ,但各处理间有较明显的差异 。在轻度水
分胁迫时 ,金光杏梅幼苗各指标变化不大 ,与对照无
显著差异 ,在中度和严重水分胁迫下 ,金光杏梅幼苗
各指标均明显下降 ,与对照差异达显著水平 。这说
明中度和严重水分胁迫抑制了金光杏梅幼苗的正常
生长。
表 1　水分胁迫对金光杏梅幼苗生长的影响
Table 1　Effect of water stress on growth of Jinguang plum seedlings
处理/ %
Treatments
株高/ cm
P lant height
叶面积/ cm2
Leaf area
叶鲜重/g
Leaf fresh w eight
叶干重/ g
Leaf dry weight
茎干重/g
Stem dry w eight
根干重/g
Roo t dry w eight
80 46.3a 20.5a 0.54a 0.18a 5.20a 0.15a
60 44.1a 18.8a 0.52a 0.17a 5.05a 0.14a
40 40.4b 15.9b 0.41b 0.14a 4.45b 0.12a
20 32.2c 14.0b 0.33c 0.11b 3.70c 0.09b
　　注:小写字母为α=0.05水平差异显著.
2.2　水分胁迫对金光杏梅叶片相对含水量和叶绿
素含量的影响
叶片相对含水量是反应植物耐旱和抗旱性的重
要指标 。由图 1A 可知:金光杏梅叶片具有较高的
相对含水量 ,它随着土壤相对含水量的降低而逐渐
降低。在水分胁迫初期 ,叶片相对含水量下降缓慢 ,
与对照之间无显著差异;从中度水分胁迫到严重水
分胁迫 ,叶片相对含水量下降幅度加大 ,尤其是在严
重水分胁迫时 ,与对照相比 ,下降了 17.4%,达到差
异极显著水平。
图 1　水分胁迫对金光杏梅叶片相对含水量和叶绿素含量的影响
Fig.1　Effect of water stress on relative water content and chlorophyll content in leaves of Jinguang plum
29　第 5期　 刘遵春等:水分胁迫对金光杏梅幼苗生长及其生理指标的影响
　　叶绿素含量是反映植物光合能力的重要指标 。
由图 1B 可以看出 ,金光杏梅叶片叶绿素含量随土
壤相对含水量降低而呈下降趋势。在轻度水分胁迫
时 ,叶绿素含量略有下降 ,与对照差异不显著 ,表明
轻度水分胁迫对金光杏梅叶片光合潜力的影响不
大;在中度和严重水分胁迫时 ,叶绿素含量较对照出
现明显下降 ,达到差异极显著水平 ,表明金光杏梅叶
片的光合潜力受到极显著抑制 。
2.3　水分胁迫对金光杏梅叶片细胞膜透性和丙二
醛(MDA)含量的影响
细胞膜是植物细胞内外物质和信息交流的界
膜 ,具有选择透性 ,任何对膜的伤害都将导致膜透性
增大 。金光杏梅不同程度水分胁迫 20 d后 ,测定的
叶片细胞膜透性(以电导率表示)结果见图 2A 。从
图中可以看出 ,经控水处理 ,金光杏梅叶片细胞膜透
性发生了明显的变化 ,呈现出随土壤干旱程度的加
重 ,叶片的细胞膜透性迅速增加的趋势。尤其在中
度和严重水分胁迫时 ,与对照相比 ,金光杏梅叶片细
胞膜透性分别提高了 47.8%、75.2%,差异达极显著
水平。这表明水分胁迫严重影响了金光杏梅叶片细
胞膜系统。
图 2　水分胁迫对金光杏梅叶片电导率
及MDA含量的影响
Fig.2　Ef fect of water stress on the relative
　membrane premeability and the
　content of MDA in leaves of Jinguang Plum
丙二醛(MDA)含量的变化是反映膜脂过氧化
作用的一个重要指标 。从图 2B可以看出 ,经控水
处理 ,金光杏梅叶片 MDA 的含量逐渐增加 ,表明水
分胁迫下膜脂过氧化作用逐渐加强 。在正常水分处
理时 ,金光杏梅叶片 MDA 的含量为 4.3 μmol/g ,随
着水分胁迫程度的加重 , MDA含量迅速增加 ,与对
照相比分别增加了 18.6%, 46.5%, 65.1%,均达到
差异显著或极显著水平 。由图 2可知 ,叶片电导率 、
MDA含量与土壤相对含水量之间表现出密切相关的
趋势 ,表明细胞膜的受伤程度与水分胁迫程度有关。
2.4　水分胁迫对金光杏梅叶片可溶性糖和脯氨酸
含量的影响
可溶性糖和脯氨酸是植物组织两种重要的渗透
调节物质。从图 3可知 ,金光杏梅幼苗叶片可溶性
糖和脯氨酸的含量 ,随土壤水分亏缺程度的加剧而
增加 ,且增加的幅度逐渐增大。在轻度水分胁迫时 ,
金光杏梅叶片可溶性糖和脯氨酸含量 ,均与对照差
异不大 ,说明轻度水分胁迫对金光杏梅生长发育没
有多大影响。随着水分胁迫程度的加剧 ,叶片可溶
性糖和脯氨酸的含量都急剧增加 ,特别是在严重水
分胁迫时 ,可溶性糖含量比对照增加了 90.8%,脯
氨酸含量则成倍增加。这说明水分胁迫下可溶性糖
和脯氨酸是降低金光杏梅叶片渗透势 ,维持细胞膨
压的重要渗透调节物质 。
图 3　水分胁迫对金光杏梅叶片可溶性糖
和脯氨酸含量的影响
Fig.3　Effect of water stress on the content of soluble sugar
and proline in leaves of Jinguang plum
2.5　水分胁迫对金光杏梅叶片保护酶活性的影响
超氧化歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)是植
物体内两种清除活性氧的关键酶 ,二者与过氧化氢
酶(CAT)协调作用 ,可清除植物体内的超氧阴离子
自由基 ,减缓自由基对植物细胞膜的伤害 ,同属植物
的保护酶系统 。由表 2可知 ,在轻度和中度水分胁
30　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 30卷
迫时 ,金光杏梅叶片 SOD 活性呈上升趋势 ,在严重
水分胁迫时 ,叶片的 SOD活性有所下降 。随着水分
胁迫程度的加重 ,叶片的 POD活性逐渐增强 。这说
明在轻度和中度水分胁迫下 ,金光杏梅叶片通过增强
SOD和POD活性来抵御干旱逆境对其所造成的伤
害 ,表现出较强的抗旱能力 。
表 2　水分胁迫对金光杏梅叶片氧化酶活性的影响
Table 2　Effect of water stress on the activity of
antioxidant enzymes in leaves of Jinguang plum
处理/ %
Treatments
SOD活性/(U·g -1)
SOD activity
POD 活性/
(ΔOD·min-1·g-1)
POD activity
80 190Cc 134Cd
60 228Bc 153Cc
40 265Aa 195Bb
20 240Bb 247Aa
　　注:小写字母为α=0.05 水平差异显著 , 大写字母为 α=0.01
水平差异显著.
3　结论与讨论
水分胁迫对植物最明显的影响就是抑制生长 。
植物的生长特征是植物在外部形态上对水分胁迫的
综合反应。从金光杏梅幼苗生长特征可以看出 ,水
分胁迫降低了幼苗的株高 、叶面积 、叶鲜重 、叶干重 、
茎干重 、根干重 ,限制了金光杏梅幼苗的生长 ,幼苗
总生长量随水分胁迫程度的加剧而减少 。
叶片相对含水量是表示叶片水分状况的一个重
要指标 ,它能真实的反映土壤缺水时植物体内水分
的亏缺程度 ,对植物抗旱性研究有着积极作用 。试
验结果表明:在正常水分处理下 ,金光杏梅叶片具有
较高的相对含水量 ,随水分胁迫程度的加剧 ,叶片相
对含水量逐渐降低 ,在严重水分胁迫时 ,与对照之间
达到差异极显著水平。叶绿素是捕获光能 ,同化
CO2 的基本色素 ,叶绿素含量直接反映植物光合效
率和通化能力的大小。本试验结果显示 ,在轻度水
分胁迫时 ,对金光杏梅叶片叶绿素含量影响不大 ,但
随着胁迫程度的加剧 ,叶绿素含量明显下降 ,说明中
度和严重水分胁迫抑制了金光杏梅叶片的光合潜能。
水分胁迫下 ,膜系统通常被认为是干旱伤害的
最初和关键部位 ,很多学者就水分胁迫对细胞膜系
统的影响进行了大量研究[ 10-12] 。MDA 是反映细
胞膜脂过氧化水平的重要指标 ,膜脂过氧化作用愈
强 ,MDA 含量愈高 ,膜透性愈大。试验结果表明:在
水分胁迫下 ,金光杏梅叶片的电导率和 MDA 含量
均随胁迫程度的加剧呈上升的趋势 ,这说明水分胁
迫下金光杏梅叶片膜脂过氧化作用加强 ,膜系统受
到破坏 ,膜透性增加。
可溶性糖和脯氨酸是植物体内两种重要的渗透
调节物质 。当受到水分胁迫时 ,植物体内常积累大
量的可溶性糖和脯氨酸 ,使植物保持一定的含水量
和膨压势 ,以维持细胞正常的功能[ 13-14] 。本研究
表明 ,随水分胁迫程度的加剧 ,金光杏梅叶片可溶性
糖和脯氨酸的含量呈上升趋势 ,这表明 ,在水分胁迫
下 ,金光杏梅叶片可以通过积累可溶性糖和脯氨酸
来提高细胞的渗透调节能力 ,从而保证组织水势下
降时细胞膨压得以维持 ,这是叶片在水分亏缺时的
一种保护性反应。由于人们对脯氨酸的累积与植物
抗旱性的关系认识观点不同[ 15] ,本试验结果是增强
了金光杏梅幼苗的抗旱性还是仅为幼苗对干旱胁迫
所表现出的一种受害反应 ,还有待进一步研究。
在逆境条件下 ,植物细胞内自由基代谢平衡遭
到破坏 ,有利于自由基的产生 ,过剩的自由基引发或
加剧膜脂过氧化作用 , 造成植物膜系统的损伤。
SOD和 POD均为植物内源自由基清除剂 ,属保护
酶系统[ 16-17] 。在逆境中保护酶活性增强或维持较
高的水平 ,能够清除活性氧自由基使之保持较低的
水平 ,维持细胞膜的稳定性和完整性。本试验结果表
明 ,除了在严重水分胁迫时 ,叶片 SOD活性稍微下降
外 ,随着水分胁迫程度的加重 ,叶片SOD和POD活性
逐渐增强。这说明在水分胁迫下 ,叶片通过增强 SOD
和 POD活性 ,来抵御干旱逆境对其所造成的伤害 ,从
而使金光杏梅表现出较强的抗旱能力。
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(下转第 88页)
31　第 5期　 刘遵春等:水分胁迫对金光杏梅幼苗生长及其生理指标的影响
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