全 文 ：书不同叶型白三叶抗氧化保护及渗透调节
生理对干旱胁迫的响应
李州，彭燕，苏星源
（四川农业大学动物科技学院草业科学系，四川 雅安６２５０１４）
摘要：以大叶型和小叶型白三叶为研究对象，在干旱胁迫及复水条件下，通过测定２种叶型白三叶叶片相对含水
量、电导率、丙二醛（ＭＤＡ）、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、鸟氨酸转氨酶（ＯＡＴ）和渗透调节物质（可
溶性糖、游离脯氨酸和甜菜碱）等的生理变化，来探讨２种叶型白三叶耐旱机制之间的差异。试验结果表明，随着
干旱胁迫时间的延长，２种叶型白三叶叶片相对含水量都呈下降趋势，电导率和丙二醛含量增加，超氧化物歧化酶
和过氧化氢酶活性呈先上升后下降趋势，鸟氨酸转氨酶活性急剧升高，渗透调节物质不断积累。但抗旱性较强的
小叶型白三叶维持了显著低的膜脂过氧化，显著高的相对含水量、细胞膜稳定性、鸟氨酸转氨酶活性、过氧化氢酶
和超氧化物歧化酶活性，渗透调节物质的积累也显著高于大叶型白三叶。复水之后２种叶型白三叶都有不同程度
的恢复，但小叶型白三叶恢复较好。
关键词：白三叶；叶型；干旱胁迫；复水；抗氧化酶；渗透调节
中图分类号：Ｓ８１６；Ｓ５４１＋．２；Ｑ９４５．７８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０２０２５７０７
白三叶（犜狉犻犳狅犾犻狌犿狉犲狆犲狀狊）属于豆科（Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ）三叶草属（犜狉犻犳狅犾犻狌犿），又称白车轴草，是我国广泛栽培
应用的优良豆科牧草之一，具有产量高，牧草品质优良，生长适应性强，为各种畜禽所喜食等特点。由于白三叶有
匍匐生长、扩展能力强、再生速度快等习性，使其成为温带地区观赏性草坪和绿地建植的主要草种，在国内外城镇
绿化、水土保持等方面起着不可替代的重要作用［１］。但是白三叶喜冷凉湿润气候，耐热、耐旱性较差。在我国温
带、亚热带的广阔区域，干旱是限制其利用潜力发挥的重要逆境因子。因此，开展白三叶抗旱性研究具有重要的
应用价值。
植物的抗旱性主要是渗透调节物质的增加、膜脂成分的变化、自由基的清除作用以及蛋白的诱导形成激素调
节作用等综合因素作用的结果［２］。干旱胁迫会打破植物体内活性氧的产生和清除系统之间的平衡，细胞内活性
氧增多导致细胞膜稳定性降低和膜脂过氧化等，严重损害植物的生长［３］。为了降低和消除氧胁迫，植物细胞内演
化出了一套由ＳＯＤ、ＣＡＴ等酶组成的抗氧化防御系统［４］。渗透调节物质（包括可溶性糖、游离脯氨酸和甜菜碱
等）的积累是植物响应干旱最直接的方式之一，这些物质的积累可以降低植物细胞内的水势，防止水分外流，同时
起到保护细胞内大分子结构的作用［５］。为了揭示白三叶的抗旱机制，前人已做了大量的研究［６９］。Ｌｅｅ等［６］报
道，随着干旱胁迫时间的延长，白三叶叶片内活性氧积累增加，同时伴随着ＳＯＤ和 ＣＡＴ活性的快速增长。
Ｗａｎｇ和Ｌｉ［７］利用ＰＥＧ对白三叶进行模拟干旱得出，不论是叶片总ＳＯＤ活性还是叶绿体ＳＯＤ活性都随着渗透
胁迫程度的加重而升高。朱旺生［８］研究不同品种白三叶在干旱胁迫下的表现时发现，与其他品种相比较，耐旱性
较强的白三叶品种具有显著高的ＳＯＤ活性。殷秀杰等［９］研究得出这样的结论，干旱过程中抗旱性较强的高加索
三叶草比抗旱性较差的白三叶和红三叶积累了更多的脯氨酸。然而，抗氧化保护系统及渗透调节能力对干旱胁
迫下白三叶抗旱性影响的交叉效应还有待于进一步研究。
根据白三叶叶片的大小可以将白三叶分为小叶型、中叶型和大叶型３种类型［１０］。大叶型白三叶产量高、抗
逆性较差，一般用作饲草栽培；而小叶型白三叶产量低，但抗逆性较强，一般用作放牧地或草坪绿化。钟国成
第２２卷 第２期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２５７－２６３
２０１３年４月
收稿日期：２０１２０３０８；改回日期：２０１２０５０２
基金项目：“十二五”农村领域国家科技计划课题（２０１１ＢＡＤ１７Ｂ０３）和教育部“春晖计划”（Ｚ２０１００９０）资助。
作者简介：李州（１９８６），男，云南文山人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｚｈｏｕ１９８６８１４＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｐｅｎｇｙａｎｌｅｅ＠１６３．ｃｏｍ
等［１１］研究表明不同叶型丹参（犛犪狏犻犪犿犻犾狋犻狅狉狉犺犻狕犪）生理特性存在差异。而Ｂｅｒｄｏｕｒ等［１２］对１０种白三叶在水分
胁迫下的研究发现，不同叶型的白三叶在水分利用效率上没有显著差异。但目前，有关不同叶型白三叶抗氧化保
护及渗透调节生理对干旱胁迫的响应机制研究报道较少。本研究通过２种叶型白三叶在干旱胁迫及复水条件下
相对含水量、电导率、丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和渗透调节物质等不同的生理响应，来探讨２种叶型
白三叶耐旱机制之间的差异，为找到提高白三叶耐旱性的有效途径奠定基础，同时为选择优良耐旱性白三叶提供
依据。
１ 材料与方法
１．１ 供试材料
本试验以大叶型白三叶川引拉丁诺（ＣＶ．ｃｈｕａｎｙｉｎＬａｄｉｎｏ）和产自爱尔兰的小叶型白三叶（ＰＩ２８８０８４）为供
试材料。川引拉丁诺采自四川农业大学科园区，小叶型白三叶种子由美国种质资源库（ＮＰＧＳ）提供。
１．２ 试验设计
将２种材料的匍匐茎种植在直径２４ｃｍ，深３０ｃｍ的盆钵中，每盆种９个茎段，每段４个节。盆钵土壤按沙
与土１∶２比例混合。将盆钵放置在温室中，每天光照１４ｈ，白天温度为２４℃，夜间温度为２０℃。茎段移栽成活
后，每周向每盆白三叶中均匀施入等量的Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ全营养液，在温室中培养６个月，等到白三叶长成成熟植株
时进行干旱胁迫和复水处理。共设２个处理，每个处理设４个重复（即每个处理４盆）。分别是大叶型白三叶干
旱及复水处理组和小叶型白三叶干旱及复水处理组，２组处理都是先饱和水分后停止给植物浇水，让其自然干旱
１２ｄ，然后复水６ｄ（每天供给植物最适水分保证植物正常生长需要）。分别于干旱处理的第０，５，９，１２天和复水
后的第３，６天采取植株叶片测定各个生理指标。
１．３ 测定指标与方法
相对含水量（ｒｅｌａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ）采用烘干法测定［１３］；电导率（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅ，ＥＬ）采用电导仪测
定［１４］；丙二醛（ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）采用硫代巴比妥酸法测定［１５］；超氧化物歧化酶（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ，
ＳＯＤ）活性采用核黄素－ＮＢＴ法测定［１６］；过氧化氢酶（ｃａｔａｌａｓｅ，ＣＡＴ）活性采用紫外吸收法测定［１７］；游离脯氨酸
（ｆｒｅｅｐｒｏｌｉｎｅ）采用茚三酮比色法测定［１８］；可溶性糖（ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒ）含量采用蒽酮乙酸乙酯比色法测定［１９］；甜菜
碱（ｂｅｔａｉｎｅ）含量采用饱和雷氏盐比色法测定［２０］；鸟氨酸转氨酶（ｏｒｎｉｔｈｉｎｅａｍｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ，ＯＡＴ）活性采用茚
三酮法测定［２１］。
１．４ 统计分析
图１ 干旱及复水对不同叶型白三叶相对含水量的影响
犉犻犵．１ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀狉犲犾犪狋犻狏犲狑犪狋犲狉
犮狅狀狋犲狀狋狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
图中竖条表示最小显著差异，不同叶型间不同字母表示差异显著（犘＜
０．０５）。Ｖｅｒｔｉｃａｌｂａｒｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｌｅａｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｗｈｉｔｅｃｌｏｖｅｒｓｆｒｏｍｌｅａｆｓｉｚｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉ
ｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔ犘＜０．０５．Ｒ３：复水３ｄ。Ｒｅｗａｔｅｒｅｄ３ｄａｙｓ．Ｒ６：复水６
ｄ。Ｒｅｗａｔｅｒｅｄ６ｄａｙｓ．下同。Ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
采用Ｅｘｃｅｌ２００３进行绘图；ＳＡＳ９．１软件进行
方差分析和显著性分析（犘＜０．０５）。
２ 结果与分析
２．１ 干旱胁迫及复水对叶片相对含水量的影响
植物叶片的相对含水量可以直接反应植物体在
干旱环境下水分的亏缺程度。随着干旱时间的延
长，２种叶型的白三叶相对含水量都呈逐步递减的
趋势，干旱后期相对含水量的递减幅度增大（图１）。
相较于大叶型白三叶，小叶型白三叶的相对含水量
在干旱过程中表现出优势，在干旱第９天和第１２天
显著高于大叶型白三叶。复水之后２种叶型白三叶
相对含水量都呈现出一致的升高，但差异不显著。
２．２ 干旱胁迫及复水对叶片相对电导率的影响
电导率是判定植物细胞膜稳定性的一个重要指
标。大叶型和小叶型白三叶的电导率随着干旱胁迫
时间的增加而增大，复水之后都呈现降低趋势，但小
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叶型白三叶在干旱和复水过程中维持着相对较低的电导率（图２）。干旱胁迫开始时，２种叶型白三叶电导率几乎
维持在同一水平，随着干旱胁迫时间的延长二者之间的差距逐渐拉大，干旱后期小叶型白三叶的电导率显著低于
大叶型，复水６ｄ后这种差异也表现出来。
２．３ 干旱胁迫及复水条件下膜脂过氧化产物（丙二醛）含量变化
丙二醛是植物细胞膜脂过氧化最主要的产物之一，它的含量通常用于评价膜脂过氧化的程度。２种叶型白
三叶叶片丙二醛含量所呈现出来的趋势跟电导率类似，在干旱后期小叶型白三叶维持了显著较低的丙二醛含量，
复水之后小叶型白三叶的丙二醛含量下降幅度也大于大叶型白三叶（图３）。复水６ｄ后，小叶型白三叶丙二醛含
量下降了６１．２３％，大叶型含量下降了４５．７７％，且小叶型白三叶的丙二醛含量显著低于大叶型白三叶的丙二醛
含量。
图２ 干旱及复水对不同叶型白三叶电导率的影响
犉犻犵．２ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀犈犔狅犳狑犺犻狋犲
犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
图３ 干旱及复水对不同叶型白三叶丙二醛含量的影响
犉犻犵．３ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀犕犇犃犮狅狀狋犲狀狋
狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
２．４ 干旱胁迫及复水条件下ＳＯＤ活性变化
２种叶型白三叶叶片ＳＯＤ活性随着干旱时间的延长逐渐升高，在干旱第９天２种叶型ＳＯＤ活性达到最大
值，但没有显著差异（图４）。相较于大叶型白三叶，在整个干旱和复水的过程中小叶型白三叶ＳＯＤ活性始终维
持在较高的水平。干旱１２ｄ后，２种叶型白三叶的ＳＯＤ活性都呈下降趋势，但小叶型白三叶ＳＯＤ活性要显著高
于大叶型白三叶。与小叶型白三叶ＳＯＤ活性不同的是，干旱１２ｄ的大叶型白三叶ＳＯＤ活性低于０ｄ时的ＳＯＤ
活性。复水之后２种叶型的ＳＯＤ活性都有所上升。复水３ｄ后２种叶型的ＳＯＤ活性差异显著。
２．５ 干旱及复水条件下ＣＡＴ活性变化
２种叶型白三叶叶片ＣＡＴ活性在干旱及复水条件下变化趋势一致，即随着干旱胁迫的加重酶活性先上升后
下降，复水后略有下降，只是小叶型白三叶始终维持着相对较高的ＣＡＴ活性（图５）。干旱胁迫开始，２种叶型白
三叶ＣＡＴ活性就出现显著差异，但随着干旱胁迫的加重这种差异消失，干旱第９天二者的ＣＡＴ活性达到峰值。
干旱最后一天和复水后，小叶型白三叶表现出了显著较高的ＣＡＴ活性。
２．６ 干旱胁迫及复水条件下叶片游离脯氨酸含量及其合成关键酶（ＯＡＴ）活性变化
２种叶型的白三叶叶片内游离脯氨酸含量都随着干旱胁迫时间的延长而增加，复水之后又都呈下降趋势（图
６Ａ）。在干旱１２ｄ后，２种叶型游离脯氨酸含量到达峰值，小叶型白三叶上升了９９．５２％，大叶型白三叶上升了
４３．４５％，且二者之间的差异显著。复水之后小叶型游离脯氨酸含量下降幅度大于大叶型，复水３ｄ后二者之间
的差异显著，复水６ｄ后２种叶型的游离脯氨酸含量几乎达到同一水平。
鸟氨酸转氨酶（ＯＡＴ）是脯氨酸合成代谢过程中的关键酶。干旱胁迫开始时，２种叶型白三叶叶片内 ＯＡＴ
活性基本相同，都保持在一个相对较低的水平（图６Ｂ）。干旱一开始，２种叶型ＯＡＴ活性迅速升高，都在干旱第９
天达到最大值，大叶型白三叶这时的ＯＡＴ活性是干旱开始时的３．１０倍，小叶型是干旱开始时的３．８４倍。小叶
型白三叶ＯＡＴ活性在干旱第５、９、１２天和复水后第３天显著高于大叶型。干旱１２ｄ，２种叶型ＯＡＴ活性都有
９５２第２２卷第２期 草业学报２０１３年
所下降，复水后仍有下降的趋势，但此时二者的ＯＡＴ活性还是远远高于干旱开始时的ＯＡＴ活性。
２．７ 干旱胁迫及复水条件下叶片可溶性糖含量变化
小叶型白三叶叶片可溶性糖含量在整个处理过程中都高于大叶型白三叶，２种叶型白三叶叶片内可溶性糖
含量对于干旱胁迫和复水的表现都是先升高后降低（图７）。在干旱胁迫初期二者的可溶性糖含量没有显著差
异，干旱１２ｄ后二者的可溶性糖含量都达到峰值，且小叶型白三叶显著高于大叶型白三叶。复水后２种叶型白
三叶叶片可溶性糖含量都呈递减趋势，且差异显著。
２．８ 干旱胁迫及复水条件下叶片甜菜碱含量变化
小叶型和大叶型白三叶在干旱及复水过程中甜菜碱含量都是先升高后降低，干旱第１２天后含量达到最大值
（图８），可见干旱导致２种叶型白三叶叶片甜菜碱含量逐步积累。除了干旱第５天外，小叶型白三叶叶片甜菜碱
含量都显著高于大叶型白三叶。复水３ｄ后，大叶型白三叶叶片甜菜碱含量几乎没发生变化。
图４ 干旱及复水对不同叶型白三叶超氧化物歧化酶活性的影响
犉犻犵．４ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀犛犗犇犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊
狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
图５ 干旱及复水对不同叶型白三叶过氧化氢酶活性的影响
犉犻犵．５ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀犆犃犜犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊
狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
图６ 干旱及复水对不同叶型白三叶游离脯氨酸含量及鸟氨酸转氨酶活性的影响
犉犻犵．６ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀犳狉犲犲狆狉狅犾犻狀犲犮狅狀狋犲狀狋犪狀犱犗犃犜犪犮狋犻狏犻狋犻犲狊狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
３ 讨论
干旱是限制植物生长和发育最主要的逆境因子之一，当植物在受到干旱胁迫时，机体会响应多种机制来抵御
干旱的侵袭，这些响应机制往往引起植物体内一系列生理生化的变化。环境胁迫往往会造成植物体内活性氧的
大量积累，生成具有强氧化性的脂质过氧化物和各种小分子的降解物，其中以 ＭＤＡ浓度增高最为显著，因此，
ＭＤＡ的浓度是检测植物膜伤害的一个重要指标［２２］，许多研究都将 ＭＤＡ含量作为衡量植物耐旱性强弱的一个
重要标志［２３２６］。为了清除这些过多的氧化产物，植物往往需要合理调节体内抗氧化清除系统，超氧化物歧化酶
（ＳＯＤ）和过氧化氢酶（ＣＡＴ）就属于这一系统中的关键酶。ＳＯＤ是抵御活性氧伤害的“第一道防线”，在生物细胞
０６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
图７ 干旱及复水对不同叶型白三叶可溶性糖含量的影响
犉犻犵．７ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀狊狅犾狌犫犾犲狊狌犵犪狉
犮狅狀狋犲狀狋狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
图８ 干旱及复水对不同叶型白三叶甜菜碱含量的影响
犉犻犵．８ 犈犳犳犲犮狋狅犳犱狉狅狌犵犺狋犪狀犱狉犲狑犪狋犲狉犻狀犵狅狀犫犲狋犪犻狀犲犮狅狀狋犲狀狋
狅犳狑犺犻狋犲犮犾狅狏犲狉犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犲犪犳狊犻狕犲狊
保持正常的生长发育中发挥着重要的作用［２４］，它能够催化超氧阴离子发生歧化作用，形成 Ｈ２Ｏ２ 和分子氧，具有
清除超氧阴离子的解毒作用［５］。而ＣＡＴ作用于抗氧化保护的第二步，它能将 Ｈ２Ｏ２ 转化为 Ｈ２Ｏ和Ｏ２，在植物
应对干旱等胁迫过程中发挥着重要作用［２７］。韩建秋［２８］研究发现，抗旱性白三叶品种海发无论在轻度干旱胁迫
还是在重度胁迫下，其叶片的ＳＯＤ活性都随着胁迫时间的延长而提高，不抗旱品种瑞文德在轻度胁迫下，其叶片
ＳＯＤ活性随胁迫时间的延长小幅度的提高，在重度胁迫下ＳＯＤ活性呈下降趋势，２个品种的ＣＡＴ活性变化也
表现出类似的结果。Ｒａｕｌ等［２９］的研究得到相似的结论，即在干旱胁迫后耐旱性强的白三叶表现出显著增高的
ＳＯＤ活性，而耐旱性较弱的白三叶ＳＯＤ活性则没有表现出这种趋势。本试验结果表明，随着干旱胁迫时间的延
长，２种叶型白三叶ＳＯＤ和ＣＡＴ活性呈现出一致的反应，在干旱胁迫初期和中期，２种叶型白三叶通过升高
ＳＯＤ和ＣＡＴ活性来防止超氧阴离子自由基等造成的氧胁迫的毒害，只是小叶型的ＳＯＤ和ＣＡＴ活性要高于大
叶型的活性。干旱１２ｄ后，２种叶型白三叶ＳＯＤ和ＣＡＴ活性都急剧下降，说明此时白三叶体内活性氧的形成
和清除系统之间的平衡被打破，此结果与刘海艳等［３０］在干旱胁迫下研究不同品种白三叶ＳＯＤ和ＣＡＴ活性时的
反应相一致。从干旱第１２天的ＳＯＤ活性还可以看出，此时大叶型白三叶的ＳＯＤ活性比干旱开始时的ＳＯＤ活
性还低，而小叶型白三叶在干旱１２ｄ后和复水３ｄ后保持了显著较高的ＳＯＤ和ＣＡＴ活性。说明小叶型白三叶
在干旱和复水条件下抗氧化清除系统响应更积极、更持久，具有比大叶型白三叶更高的清除活性氧和修复的能
力。这或许就是小叶型白三叶能够在干旱条件下保持较好细胞膜稳定性和较低 ＭＤＡ含量的主要原因。
植物体内渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖和甜菜碱等）的积累是植物响应水分亏缺最常见的反应之一［３１］，
这些物质在植物体内的积累可以降低植物细胞内的渗透势，有利于植物在干旱胁迫下维持正常生长所需的水分，
提高抗逆性。鲍健寅等［３２］、杨特武等［３３］研究报道，干旱胁迫下白三叶体内游离脯氨酸含量急剧升高，并有组织
器官特异性。Ｔｕｒｎｅｒ［３４］通过对水分胁迫下白三叶渗透调节范围和模式的研究发现，随着水分亏缺程度的加深，
白三叶体内可溶性糖和脯氨酸的含量逐渐增加，但在不同的胁迫阶段，叶片和匍匐茎的响应模式有所不同。此
外，Ｉａｎｎｕｃｃｉ等［３５］认为，渗透调节物质在白三叶响应干旱的过程中占据主要地位。在本试验中，２种白三叶叶片
内游离脯氨酸、可溶性糖和甜菜碱含量都随着干旱胁迫时间的延长而增加，干旱最后一天３种渗透调节物质的含
量均达到最大值。在干旱后期及复水过程中，２种叶型白三叶渗透调节物质含量出现显著差异。相较于大叶型
白三叶，小叶型白三叶叶片游离脯氨酸含量在整个干旱和复水的过程中先升高后降低的变化更为明显，这种趋势
在脯氨酸合成关键酶ＯＡＴ活性上也一样。说明在小叶型白三叶叶片内存在更为敏感和快速的脯氨酸响应干旱
的代谢系统。从二者叶片内可溶性糖和甜菜碱含量变化可以看到，从最初胁迫开始，小叶型白三叶叶片内可溶性
糖和甜菜碱含量就要高于大叶型白三叶，在干旱过程中，小叶型白三叶一直保持着这两种物质积累的优势，可以
推断小叶型白三叶自身的渗透调节能力要优于大叶型白三叶。小叶型白三叶这种在干旱胁迫下更为敏感的渗透
调节模式，使得它能够在胁迫过程中始终保持较高的相对含水量，这无疑是给小叶型白三叶在干旱下的适应性提
供了最好的保障。
１６２第２２卷第２期 草业学报２０１３年
综上所述，白三叶对于干旱胁迫的响应是由多种内部生理生化反应共同完成的，不同叶型白三叶之间的抗旱
性存在差异。从最终研究结果来看，小叶型白三叶之所以具有较好的抗旱性，一方面是它在干旱胁迫过程中具有
良好的清除氧胁迫的能力，另一方面在于它能够保持相对较高的渗透调节作用，以保证水分更合理的利用和散
失。但是，正像Ｉａｎｎｕｃｃｉ等［３５］认为的那样，虽然渗透调节物质在白三叶响应干旱过程中的地位已不可忽视，但各
种调节物质所作出的贡献大小还有待于进一步研究。
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犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｄｒｏｕｇｈｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｌａｒｇｅｌｅａｖｅｄａｎｄｓｍａｌｌｅａｖｅｄｗｈｉｔｅｃｌｏｖｅｒｓｂｙ
ｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｌａｔｉｖｅ ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅ，ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ
（ＭＤＡ），ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ（ＳＯＤ），ｃａｔａｌａｓｅ（ＣＡＴ），ｏｒｎｉｔｈｉｎｅａｍｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ（ＯＡＴ）ａｎｄｏｓｍｏｔｉｃａｄ
ｊｕｓｔｍｅｎｔｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ（ｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒ，ｆｒｅｅｐｒｏｌｉｎｅａｎｄｂｅｔａｉｎｅ），ｕｎｄｅｒｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｒｅｗａｔｅｒｉｎｇ．Ｗｉｔｈａｎ
ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ，ｒｅｌａｔｉｖｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｔｗｏｍａｔｅｒｉａｌｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｌｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｌｅａｋａｇｅａｎｄ
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ｒｅｃｏｖｅｒｙｉｎｔｈｅｔｗｏｌｅａｆｔｙｐｅｓｏｆｗｈｉｔｅｃｌｏｖｅｒ，ｂｕｔｏｖｅｒａｌｔｈｅｓｍａｌｌｅａｖｅｄｗｈｉｔｅｃｌｏｖｅｒｒｅｃｏｖｅｒｅｄｂｅｔｔｅｒ．
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ｍｏｔｉｃａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ
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