全 文 ：第 40 卷 第 11 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol． 40 No． 11
2012 年 11 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Nov． 2012
1)吉林省科技支撑项目(20060222 － 2)。
第一作者简介:李嫱，女，1986 年 8 月生，吉林农业大学园艺学
院，硕士研究生。
通信作者:侯建伟，吉林农业大学园艺学院，教授。E － mail:
jianweihou@ 126． com。
收稿日期:2012 年 1 月 13 日。
责任编辑:任 俐。
干旱胁迫对翠菊苗期生理生化特性的影响1)
李 嫱 王 佳 崔虎亮 侯建伟
(吉林农业大学，长春，130118)
摘 要 以“吉农大蓝翠菊”(Callistephus chinensis (L．)Nees‘Jinongda Blue’)为试材，研究干旱胁迫对其苗
期生理生化特性的影响。结果表明，随胁迫程度的加深，翠菊的相对含水量变化呈下降趋势;脯氨酸质量分数、丙
二醛质量摩尔浓度和细胞膜透性的变化呈上升趋势;SOD和 POD活性的变化随时间的延长和程度的加深呈先上
升后下降趋势。综合得出，处理 T2(土壤相对含水量占田间土壤最大持水量的 50% ～ 60%)是翠菊维持正常生长
能承受的最高程度干旱胁迫。
关键词 干旱胁迫;翠菊;生理生化特性
分类号 S682． 1 + 1;Q945． 78
Effects of Drought Stress on Physiological and Biochemical Characteristics of Callistephus chinensis Leaves /Li
Qiang，Wang Jia，Cui Huliang，Hou Jianwei(College of Horticulture，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，
P． R． China)/ / Journal of Northeast Forestry University． － 2012，40(11)． － 35 ～ 37
An experiment was conducted to study the effects of drought stress on physiological and biochemical characteristics of
Callistephus chinensis (L．)Nees cv． Jinongda Blue． Results showed that the relative water content declined while proline
content，MDA content and relative electrical conductivity increased． The activities of SOD and POD increased first and then
decreased with the prolonged stress and increasing stress level． Treatment T2，that is，soil relative water content is 50% －60%
of maximum water-holding capacity，is the highest drought stress under which C． chinensis can grow normally．
Keywords Drought stress;Callistephus chinensis;Physiological and biochemical characteristics
翠菊(Callistephus chinensis (L)Nees) ，又名江
西腊、七月菊，菊科翠菊属，1、2 年生草本花卉，是常
用的绿化、美化材料。随着水资源日趋匮乏，城市绿
化面积不断增加，迫切需要应用耐旱性强的植物进
行绿化。目前，我国对农作物和经济作物的干旱胁
迫研究较多，观赏植物方面研究尚浅。试验以“吉
农大蓝翠菊”为试材，就干旱胁迫对翠菊苗期生理
生化特性的影响进行了探讨，旨在为研究干旱胁迫
对园林植物生长影响提供参考依据。
1 材料与方法
试验材料为“吉农大蓝翠菊”(Callistephus
chinensis (L．)Nees‘Jinongda Blue’) ，由吉林农业
大学园艺学院提供，试验在吉林农业大学园艺学院
园林试验基地进行。2011 年 3 月 10 日播种，栽培
基质为 V(园土)∶ V(草炭)∶ V(炉渣)= 3∶ 2∶ 1，
翠菊幼苗长出 2 片真叶后分苗，常规肥水管理。5
月 22 日选取生长健壮，长势一致的植株移栽到上口
径为 255 mm，下口径为 180 mm 的花盆里，每盆 1
株，装入土壤 2． 5 kg(含水量 21． 87%)。植株生长
状况稳定后，使用盆栽控水法进行干旱胁迫处理。
试验采用单因素随机区组设计，在塑料拱棚内
进行，设置 5 个水分梯度，每个梯度的土壤相对含水
量占田间土壤最大持水量的百分数分别为﹕ CK
(80% ～ 90%)、T1 (65% ～ 75%)、T2 (50% ～
60%)、T3(35% ～ 45%)、T4(20% ～ 30%) ，每个处
理 3 次重复，每个重复 10 株，共 150 株。处理前充
分浇透 1 次水，达到水分梯度 10d 后测定各项生理
生化指标，取样部位为植株上部功能叶。
试验测定的指标包括翠菊的叶片相对含水量，
超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性，
游离脯氨酸质量分数，丙二醛质量摩尔浓度，细胞膜
透性。采用文献［1］中的方法测定叶片相对含水
量;按文献［2］中的方法测定 SOD 和 POD 活性、游
离脯氨酸质量分数、丙二醛质量摩尔浓度;细胞膜透
性采用相对电导率法测定。
数据用 Microsoft Excel(2003)和 DPS(v7． 05
版)软件处理。
2 结果与分析
2． 1 干旱胁迫对叶片相对含水量的影响
如表 1 所示，叶片的相对含水量随干旱胁迫程
度的加强，呈下降趋势。处理 T3 和处理 T4 的叶片
相对含水量较对照的降幅高于处理 T1 和处理 T2
的。方差分析表明，处理间存在着显著差异。为了
进一步辨析各处理间的差异情况，进行了差异显著
性测验，由测验结果可以看出，对照 CK 和处理 T1、
DOI:10.13759/j.cnki.dlxb.2012.11.026
T2(分别低于对照 4． 37%和 8． 77%)之间差异不显
著。处理 T3 和处理 T4(分别比对照低 12． 97%和
15． 47%)较对照 CK差异性显著。可见干旱胁迫程
度越深，翠菊叶片水分流失的越多。
表 1 干旱胁迫对翠菊生理生化指标的影响
处理
相对含
水量 /%
脯氨酸质量
分数 /μg·g － 1
丙二醛质量摩尔
浓度 /μmol·g － 1
细胞膜
透性 /%
CK 75． 93a 36． 19cB 0． 007cB 67． 00dC
T1 71． 47a 46． 19bB 0． 008bA 75． 00cB
T2 67． 13a 50． 67bB 0． 008bA 79． 00bA
T3 62． 93b 76． 19bA 0． 009aA 86． 00aA
T4 60． 37b 115． 24aA 0． 010aA 89． 00aA
注:不同大、小写字母分别代表用 Duncan’s新复极差法测验在
P = 0． 01 和 P = 0． 05 水平上有显著差异。
2． 2 干旱胁迫对游离脯氨酸质量分数和丙二醛质
量摩尔浓度的影响
由表 1 可知，随着干旱胁迫程度加强，翠菊的脯
氨酸质量分数呈上升趋势，在处理 T2 处加速上升。
差异显著性测验结果表明:对照 CK 同其他处理间
差异显著，处理 T4 脯氨酸质量分数较对照 CK 的平
均增幅为 79． 05%，处理 T4 与其他处理间差异性显
著。0． 01水平上对照 CK与处理 T1 和 T2 差异不显
著，与处理 T3和 T4差异极显著。分析可知随着干旱
胁迫加剧，翠菊通过积累脯氨酸来降低逆境的伤害。
从表 1 中可以看出，翠菊的丙二醛质量摩尔浓
度随着干旱胁迫加剧显著增加，各处理均高于对照。
差异显著性测验结果显示，对照 CK 与其他处理间
差异显著，处理 T1、T2 同处理 T3、T4 之间也表现出
显著差异。0． 01 水平上对照 CK与其他处理差异极
显著，各个处理之间差异不显著。可见，干旱胁迫程
度越深，翠菊的膜系统损伤越重。
2． 3 干旱胁迫对细胞膜透性的影响
从表 1 中可以看出，翠菊的细胞膜透性随着干
旱胁迫加深而升高，方差分析结果表明，各个处理差
异性显著，都明显高于对照 CK。差异显著性测验结
果表明，处理 T1、T2 同处理 T3、T4 间差异显著，处
理 T1 和处理 T2 差异显著，处理 T3 和处理 T4 差异
不显著。进一步分析，对照 CK和处理 T1 同其他处
理之间差异极显著。从而可知，翠菊的细胞膜损伤
程度随胁迫程度加深而加重。
2． 4 干旱胁迫对 SOD、POD活性的影响
由表 2 可知，翠菊的 SOD活性随时间的延长和
程度的加深呈先上升后下降的变化趋势。在 6 月
13 日时，各处理的 SOD 活性与对照相比，随着胁迫
程度加深呈先上升后下降的趋势，在 T2 处达到最高
值 591． 75 U·g －1。方差分析表明各处理与对照间
差异性显著，经过进一步差异显著性测验可以看出，
各处理同对照在 0． 01 水平上差异极显著。6 月 27
日以后，各处理的 SOD活性随胁迫程度加剧逐渐下
降，各处理同对照间差异极显著。
表 3 为干旱胁迫下 POD 活性的变化情况。可
以看出，翠菊的 POD活性随着胁迫程度的加深和时
间的延长，先上升后下降。6 月 13 日测定的 POD
活性各处理与对照相比为上升趋势，平均增幅为
46． 53%，各处理同对照间在 P = 0． 05 水平时差异
性显著，在 P = 0． 01 水平时差异性极显著。6 月 20
日处理 T2 和 T3 间差异性不显著，处理 T4 与对照差
异性不显著，其他各处理与对照均差异性极显著。
7 月 11 日，各处理比最高活性时降低的百分数分
别为:处理 T127． 81%、处理 T229． 38%、处理
T320． 60%、处理 T414． 63%，各处理与对照间均差
异性极显著，处理 T3 和 T4 间差异性不显著。
表 2 干旱胁迫下超氧化物歧化酶活性的变化
处理
SOD活性 /U·g － 1
6 月 13 日 6 月 20 日 6 月 27 日 7 月 4 日 7 月 11 日
CK 234． 97eE 264． 69eE 297． 28eE 316． 71eE 369． 88cC
T1 458． 49bB 479． 78bB 498． 46cC 463． 20bB 386． 34bB
T2 591． 75aA 626． 74aA 738． 47aA 633． 42aA 547． 69aA
T3 381． 47cC 464． 69cC 565． 42bB 435． 62cC 367． 79cC
T4 322． 21dD 401． 32dD 554． 54dD 366． 45dD 350． 45dD
注:表中数据根据翠菊叶片鲜质量测得;不同大、小写字母分别
代表用 Duncan’s新复极差法测验在 P = 0． 01 和 P = 0． 05 水平上有
显著差异。
表 3 干旱胁迫下过氧化物酶活性的变化
处理
POD活性 /U·g － 1·min －1
6 月 13 日 6 月 20 日 6 月 27 日 7 月 4 日 7 月 11 日
CK 404． 17eE 599． 17cC 549． 00eD 523． 67eE 476． 67dD
T1 524． 67cC 743． 33bB 839． 17bB 754． 17bB 605． 83bB
T2 738． 33aA 833． 33aA 1080． 83aA 863． 67aA 763． 33aA
T3 631． 67bB 820． 83aA 663． 33cC 638． 33cC 526． 67cC
T4 474． 17dD 629． 17cC 595． 83dD 566． 27eE 508． 67cC
注:不同大、小写字母分别代表用 Duncan’s新复极差法测验在
P = 0． 01 和 P = 0． 05 水平上有显著差异。
3 结束语
叶片相对含水量指在缺水与水分充分膨胀状态
下叶片含水量的比值，干旱胁迫下，该值一般呈现下
降趋势［3］。本研究同样得出这一规律。
干旱胁迫初期，为抵御活性氧的伤害，翠菊的
SOD、POD活性表现出上升趋势，6 月 13 日各处理
的 SOD活性均高于对照，T3 和 T4 的增幅小于 T1
和 T2，分析认为，重度胁迫虽然使 SOD 活性有所上
升，但是与轻度胁迫相比在一定程度上抑制了 SOD
活性的上升。随着胁迫时间的延长和程度的加深，
SOD和 POD活性呈下降趋势，表明此时胁迫程度超
63 东 北 林 业 大 学 学 报 第 40 卷
过了翠菊自身的协调阈值，抑制了 SOD 和 POD 活
性，使之降低。随着胁迫时间的延续，翠菊逐渐适应
了胁迫环境，SOD与 POD活性又呈现了一定的上升
趋势。翠菊的抗氧化酶活性大体上呈现出先升高后
降低，与康雯等［4］对五叶地锦 SOD 活性和范苏鲁
等［5］对大丽花的 POD 活性研究结果相似。SOD 与
POD 的活性互相协调减轻了活性氧对翠菊细胞的
伤害。
在干旱条件下，植物通过积累游离脯氨酸促进
吸水，脯氨酸积累越多，植物的抗旱能力越强［6 － 7］。
在对翠菊的干旱胁迫过程中，脯氨酸质量分数随着
干旱胁迫程度的加深呈现上升趋势。这与陈洪
国［8］对桂花幼苗的研究结果一致。
丙二醛(MDA)是膜脂过氧化最终分解产物，其
质量摩尔浓度可以反映植物遭受伤害的程度［9］。
细胞膜具有选择透性，逆境伤害会造成细胞膜选择
透性改变或丧失，导致大量离子外渗，从而使组织浸
出液的相对电导率升高。研究中，翠菊的丙二醛质
量摩尔浓度和细胞膜透性随着胁迫加强而呈上升趋
势，这与陈之欢［10］的研究结果相似。
研究结果表明，翠菊苗期能够忍耐的最高干旱
胁迫程度是 T2(50% ～ 60%) ，当胁迫程度高于
50% ～60%时，翠菊无法正常生长，各项生理生化指
标呈现显著变化。
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
20 － 23．
(上接 27 页)在细胞学水平上大致符合牡丹组依据
花型分类的结果，可能原因是由于这些传统品种栽
培年代、条件不同，也许经品种杂交选育，花型容易
发生变异，核型分析中的人为误差以及核型似近系
数聚类分析方法的适用性等。因此，中原牡丹传统
品种分类和鉴定问题及细胞学与形态学之间的关联
还需进一步验证。
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