全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１４５０２ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
郭郁频，任永霞，刘贵河，曹春梅，闫利军．外源钙和赤霉素对干旱胁迫下苜蓿幼苗生理特性的影响．草业学报，２０１５，２４（７）：８９９６．
ＧｕｏＹＰ，ＲｅｎＹＸ，ＬｉｕＧＨ，ＣａｏＣＭ，ＹａｎＬＪ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｌｃｉｕｍ（ＣａＣｌ２），ＧＡ３ａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｌｉｑｕｉｄｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌｆａｌｆａ
ｓｅｅｄｌｉｎｇｓｕｎｄｅｒｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（７）：８９９６．
外源钙和赤霉素对干旱胁迫下苜蓿
幼苗生理特性的影响
郭郁频１，任永霞１，刘贵河１，曹春梅１，闫利军２
（１．河北北方学院动物科技学院，河北 张家口０７５０００；２．四川省草原科学研究院，四川 成都６１１７４３）
摘要：以紫花苜蓿幼苗为材料，采用营养钵沙培１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液法，研究ＰＥＧ６０００模拟干旱胁迫下不同浓度
ＣａＣｌ２（０，５，１０，２０ｍｍｏｌ／Ｌ）、ＧＡ３（０，５０，１００，１５０ｍｇ／Ｌ）及不同比例复合液［ＣａＣｌ２∶ＧＡ３ 设体积比１∶１（Ｔ１∶１）、
１∶２（Ｔ１∶２）、２∶１（Ｔ２∶１）及质量比１∶１（Ｚ１∶１）］处理对苜蓿幼苗生理效应的影响，并用隶属函数法进行综合评价，
探讨外源钙（ＣａＣｌ２）、赤霉素（ＧＡ３）及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗缓解的生理效应及其适宜浓度、适宜复合液
比例。结果表明，１）干旱胁迫下，苜蓿幼苗叶片叶绿素相对含量降低，而相对电导率、ＭＤＡ含量、Ｐｒｏ含量、ＳＯＤ活
性以及ＰＯＤ活性均显著增加。２）与干旱胁迫下相比，经适宜浓度的ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液处理后，可缓解幼苗叶绿
素的降解，可降低相对电导率，减少 ＭＤＡ的积累，保持较高的ＳＯＤ、ＰＯＤ活性。３）利用隶属函数法得出：ＣａＣｌ２ 处
理以１０ｍｍｏｌ／Ｌ效果最好；ＧＡ３ 处理以１００ｍｇ／Ｌ效果最好；ＣａＣｌ２＋ＧＡ３复合液处理以Ｔ１∶１最好，且优于单独的
１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２、１００ｍｇ／ＬＧＡ３ 处理。各个处理对苜蓿幼苗干旱胁迫下的缓解效应由强到弱依次为：Ｔ１∶１＞１０
ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＞Ｔ２∶１＞ＣＫ１＞Ｔ１∶２＞１００ｍｇ／ＬＧＡ３＞Ｚ１∶１＞ＣＫ２。
关键词：苜蓿幼苗；ＣａＣｌ２；ＧＡ３；复合液；干旱胁迫
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犮犪犾犮犻狌犿（犆犪犆犾２），犌犃３犪狀犱犮狅犿狆犾犲狓犾犻狇狌犻犱狅狀狋犺犲狆犺狔狊犻狅犾狅犵犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊
狋犻犮狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪狊犲犲犱犾犻狀犵狊狌狀犱犲狉犱狉狅狌犵犺狋狊狋狉犲狊狊
ＧＵＯＹｕＰｉｎ１，ＲＥＮＹｏｎｇＸｉａ１，ＬＩＵＧｕｉＨｅ１，ＣＡＯＣｈｕｎＭｅｉ１，ＹＡＮＬｉＪｕｎ２
１．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犃狀犻犿犪犾犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犎犲犫犲犻犖狅狉狋犺犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犣犺犪狀犵犼犻犪犽狅狌０７５０００，犆犺犻狀犪；２．犛犻犮犺狌犪狀犃犮犪犱犲犿狔狅犳
犌狉犪狊狊犾犪狀犱犛犮犻犲狀犮犲狊，犆犺犲狀犵犱狌６１１７４３，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙａｉｍｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｌｃｉｕｍ（ＣａＣｌ２）ａｎｄＧＡ３ｏｎａｌｆａｌｆａｓｅｅｄｌｉｎｇｓ’ｐｈｙｓｉｏ
ｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｏｄｉｓｃｏｖｅｒａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｆｏｒａｌｅｖｉａｔｉｎｇｐｌａｎｔｄａｍ
ａｇｅ．Ａｌｆａｌｆａｓｅｅｄｌｉｎｇｓｗｅｒｅｃｕｌｔｕｒｅｄｉｎｓａｎｄ．ＴｈｅｔｅｓｔｅｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｆｏｒＣａＣｌ２ ｗｅｒｅ０，５，１０ａｎｄ２０
ｍｍｏｌ／Ｌ；ｆｏｒＧＡ３ｔｈｅｙｗｅｒｅ０，５０，１００ａｎｄ１５０ｍｇ／Ｌ，ａｌｓｏｔｅｓｔｅｄｗａｓａｃｏｍｐｌｅｘｌｉｑｕｉｄｏｆ１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２
ｗｉｔｈ１００ｍｇ／ＬＧＡ３（ＣａＣｌ２：ＧＡ３）．Ｔｈｅｓｅｆｏｕｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｔ１∶１，Ｔ１∶２，Ｔ２∶１ａｎｄＺ１∶１ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）ｗｅｒｅｉｎｖｅｓ
ｔｉｇａｔｅｄｕｎｄｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＰＥＧ６０００ｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｎｔｅｎｔｄｅ
ｃｒｅａｓｅｄｕｎｄｅｒｓｔｒｅｓｓ，ｗｈｉｌｅｒｅｌａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｌｅａｋａｇｅａｎｄＭＤＡ，Ｐｒｏ，ＳＯＤａｎｄＰＯＤｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇ
ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＡｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＣａＣｌ２，ＧＡ３ａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｌｉｑｕｉｄｃｏｕｌｄａｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆ
第２４卷 第７期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．７
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年７月
Ｊｕｌｙ，２０１５
收稿日期：２０１４１２０３；改回日期：２０１５０４０９
基金项目：学院创新人才培育项目（ＣＸＲＣ１３１３），校级课题（２０１１０１５）和公益性行业（农业）科研专项经费（２０１２０３０２４）资助。
作者简介：郭郁频（１９６５），男，内蒙古察右中旗人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｇｕｏｙｕｐｉｎ６５＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｒｅｎｙｏｎｇｘｉａ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
ｓｅｅｄｌｉｎｇｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭＤＡｔｈａｔｐｒｏｔｅｃｔｆｉｌｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｓｍｏｔｉｃｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ．ＴｈｅｙｃａｎａｌｓｏｍａｉｎｔａｉｎｈｉｇｈｅｒＳＯＤａｎｄＰＯＤａｃｔｉｖｉｔｙ
ａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅａｌｆａｌｆａｓｅｅｄｌｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｆｕｎｃ
ｔｉｏｎ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔ１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２，１００ｍｇ／ＬＧＡ３ａｎｄＣａＣｌ２＋ＧＡ３ Ｔ１∶１ｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ１０
ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２ａｎｄ１００ｍｇ／ＬＧＡ３．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｄｒｏｕｇｈｔｒｅｌｉｅｆｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
ｆｒｏｍｓｔｒｏｎｇｔｏｗｅａｋｗａｓＴ１∶１＞１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＞Ｔ２∶１＞ＣＫ１＞Ｔ１∶２＞１００ｍｇ／ＬＧＡ３＞Ｚ１∶１＞ＣＫ２．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｌｆａｌｆａｓｅｅｄｌｉｎｇ；ＣａＣｌ２；ＧＡ３；ｃｏｍｐｌｅｘｌｉｑｕｉｄ；ｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ
紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）是世界上栽培面积最广的一种优良豆科牧草，素有“牧草之王”的美称。同时，
苜蓿又是改良土壤、防止水土流失、保护生态环境的草种之一。我国北方苜蓿种植面积已达２８０万ｈｍ２［１］，在农
业产业结构调整、生态环境建设、养殖业发展中均发挥了重要作用。目前，北方苜蓿主栽区干旱缺水，水资源匮乏
日益严重，干旱胁迫成为了北方旱区成功建植苜蓿的主要限制因素之一。而幼苗期又是植物生长发育过程中的
一个非常重要时期，幼苗期抗旱性能的强弱将直接影响到植物是否能顺利完成整个生育期，故在实际生产中常说
“保苗是关键”。
钙（Ｃａ２＋）被称为“植物代谢和发育的主要调控者”［２］，它不仅是植物所需要的大量营养元素，而且是偶联胞
外刺激和胞内反应的第二信使［３］。尤其在环境胁迫下，钙还与细胞内Ｃａ２＋受体－钙调蛋白（ＣａＭ）结合起作用，
参与胁迫信号的感受、传递、响应和表达，能减轻环境胁迫对植物细胞膜的伤害，从而提高植物的抗逆性。赤霉素
（ＧＡ３）是一类重要的植物生长调节激素，能促进多种作物种子萌发与幼芽生长，在农业生产上得到广泛的应
用［４］。已有研究表明，外源钙Ｃａ２＋、ＧＡ３ 及ＣａＧＡ的施用能减缓干旱胁迫的伤害，提高植物的抗旱性，已在小麦
（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）、水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）、棉花（犌狅狊狊狔狆犻狌犿犺犻狉狊狌狋狌犿）、谷子（犛犲狋犪狉犻犪犻狋犪犾犻犮犪）、大豆（犌犾狔犮犻狀犲
犿犪狓）、番茄（犔狔犮狅狆犲狉狊犻犮狅狀犲狊犮狌犾犲狀狋狌犿）等农作物［５１０］及药用、花卉、油料等植物应用上取得了很好的效果［１１１３］。
目前，干旱胁迫下钙对苜蓿抗旱性的缓解效应报道较少［３］，更鲜见ＧＡ３ 以及Ｃａ２＋＋ＧＡ３ 复合缓解干旱胁迫对苜
蓿的影响报道。
因此，本试验针对我国北方旱区苜蓿建植过程中存在缺苗、幼苗生长不良等问题，以苜蓿幼苗为试验材料，采
用营养钵沙培１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液法，研究ＰＥＧ６０００胁迫下外源ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及ＣａＣｌ２＋ＧＡ３ 复合液处理对苜
蓿苗期生理特性的影响，并应用隶属函数法探究最佳的处理浓度和复合液比例，为合理使用外源物质减轻苜蓿苗
期干旱胁迫危害提供理论依据，并为北方旱区苜蓿的成功建植提供参考。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
供试的苜蓿品种为中苜一号紫花苜蓿，种子来自中国农业科学院畜牧研究所。采用１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液
（不含Ｃａ２＋）［１４］沙培苜蓿幼苗，于２０１３年３－７月在河北北方学院温室大棚与植物生理实验室内进行。播种前细
沙反复冲洗并在９０℃高温下灭菌５ｈ，每个营养钵（规格：口径为１４ｃｍ，高为１１ｃｍ，底部不透水）放细沙１００ｇ，
苜蓿种子用０．１％ ＨｇＣｌ２ 浸泡１０ｍｉｎ，蒸馏水冲洗干净，晾干备用。每个营养钵均匀撒播１５粒种子，再覆盖１
ｃｍ厚的细沙，用手轻轻压实，第一次每个营养钵浇灌１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液５０ｍＬ。以后每天于１８：００补充１／２
Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液，以使幼苗正常生长。出苗后每个营养钵间苗留苗１０株，共１８０个营养钵。
１．２ 试验设计
待幼苗长至三叶期时，以不同处理溶液分别浇灌幼苗。
１．２．１ ＣａＣｌ２ 处理 ＣＫ１（对照１）：１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液（不进行干旱胁迫）；ＣＫ２（对照２）：２０％ ＰＥＧ＋１／２
Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液（干旱胁迫）；Ｃａ５：５ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液；Ｃａ１０：１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２
＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液；Ｃａ２０：２０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液。
１．２．２ ＧＡ３ 处理 ＣＫ１：同上；ＣＫ２：同上；ＧＡ５０：５０ｍｇ／ＬＧＡ３＋２０％ ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液；ＧＡ１００：
０９ 草 业 学 报 第２４卷
１００ｍｇ／ＬＧＡ３＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液；ＧＡ１５０：１５０ｍｇ／ＬＧＡ３＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液。
１．２．３ ＣａＣｌ２＋ＧＡ３ 复合液处理 用１．２．２、１．２．３各自筛选出的最佳处理（１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２，１００ｍｇ／Ｌ
ＧＡ３）设计ＣａＣｌ２ 与ＧＡ３ 体积比１∶１，１∶２，２∶１和质量比１∶１四种复合液（以Ｔ１∶１，Ｔ１∶２，Ｔ２∶１和Ｚ１∶１表示）。
１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ与１００ｍｇ／ＬＧＡ３＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ两者分别以
体积比１∶１，１∶２和２∶１混合，混合液即分别为 Ｔ１∶１、Ｔ１∶２、Ｔ２∶１，Ｚ１∶１（质量比）为１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＋１００
ｍｇ／ＬＧＡ３＋２０％ＰＥＧ＋１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液。ＣＫ１、ＣＫ２ 同上，以Ｃａ１０、ＧＡ１００为另外两个对照。
以上每处理各１５个营养钵。每个营养钵浇灌５０ｍＬ处理液，分两次完成。幼苗处理３ｄ后，先在９：００－
１１：３０进行叶绿素相对含量的测定，再剪取叶片进行叶片质膜透性的测定及酶液的制备，酶液及其余叶片０～４℃
冷藏，１～２ｄ内用于其他生理生化指标测定。
１．３ 生理生化指标的测定及方法
叶绿素相对含量（ＳＰＡＤ值）使用ＳＰＡＤ５０２型叶绿素含量测定仪测定。叶片质膜透性采用电导率法［１５］，用
相对电导率表示。丙二醛（ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）含量采用硫代巴比妥酸（ＴＢＡ）比色法［１５］。脯氨酸（ｐｒｏｌｉｎｅ，
Ｐｒｏ）含量采用酸性茚三酮法［１５］。超氧化物歧化酶（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓｍｕｔａｓｅ，ＳＯＤ）活性的测定采用南京建成生物公
司的试剂盒进行。过氧化物酶（ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＰＯＤ）活性采用愈创木酚法［１５］。以上指标除相对叶绿素含量６次重
复（每重复在幼苗顶端小叶叶片上测定３个固定部位，测１０个叶片）外，其他指标均各３次重复。
１．４ 数据统计分析
用Ｅｘｃｅｌ软件处理数据，ＳＰＳＳ１７．０软件进行单因子方差分析，差异显著时用ＬＳＤ法进行多重比较。百分率
数据方差分析前进行反正弦转换。
利用隶属函数法［１６］对ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及ＣａＣｌ２＋ＧＡ３ 复合液处理对干旱胁迫下苜蓿幼苗缓减的生理效应进行
综合评价。每个样品各项指标的具体隶属函数值计算公式为：
犡狌＝（犡－犡ｍｉｎ）／（犡ｍａｘ－犡ｍｉｎ） （１）
犡狌＝１－（犡－犡ｍｉｎ）／（犡ｍａｘ－犡ｍｉｎ） （２）
式中，犡为参试样品某一抗旱指标的测定值，犡ｍａｘ、犡ｍｉｎ分别为所有试样中该指标的最大值和最小值，若所测指标
与植物的抗旱性呈正相关，则采用（１）式计算隶属值，负相关则用（２）式。最后把每个试样各项指标隶属函数值累
加，取其平均值。平均值越大，抗旱性越强，反之，抗旱性越弱。
２ 结果与分析
２．１ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗叶绿素相对含量的影响
为了探讨ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液对叶绿素相对含量的影响，进行了方差分析，结果表明，各处理间叶绿素相对
含量的差异达到显著水平（犉值为２．４１６，犘＝０．０１５＜０．０５）。由表１可知，干旱胁迫下ＣＫ２ 的叶绿素相对含量
比正常幼苗ＣＫ１ 的低；Ｃａ５、Ｃａ１０、ＧＡ５０、Ｔ１∶１、Ｔ１∶２、Ｔ２∶１处理叶绿素相对含量都高于ＣＫ２，且Ｃａ１０、Ｔ２∶１处理与
ＣＫ２ 差异显著，Ｃａ１０、Ｔ２∶１间差异不显著；Ｃａ１０、ＧＡ５０间差异显著，ＧＡ５０、Ｔ２∶１间差异不显著。可见，经适宜的
ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液处理能提高干旱胁迫下苜蓿幼苗叶片叶绿素相对含量。
２．２ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗相对电导率的影响
从表１中相对电导率数据可以看出，干旱胁迫下ＣＫ２ 幼苗叶片的相对电导率显著高于正常幼苗ＣＫ１，是正
常幼苗ＣＫ１ 的１．３倍，说明质膜受到伤害，幼苗受到了伤害。经ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液处理的相对电导率均低于
或显著低于ＣＫ２，并且Ｃａ１０与ＣＫ２ 差异显著，Ｃａ１０与ＣＫ１ 间差异不显著；ＧＡ５０与ＣＫ１ 差异显著，ＧＡ１００、ＧＡ１５０与
ＣＫ１ 差异不显著；４个复合液处理的相对电导率与ＣＫ１ 均无显著性差异，说明复合液处理都有保护细胞膜的作
用。因此，就相对电导率而言，ＣａＣｌ２ 以１０ｍｍｏｌ／Ｌ为好，ＧＡ３ 以５０和１００ｍｇ／Ｌ较好，复合液以Ｔ１∶１、Ｔ２∶１为
好。
２．３ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗 ＭＤＡ含量的影响
不同处理 ＭＤＡ含量变化见表１。干旱胁迫下ＣＫ２ 幼苗叶片 ＭＤＡ含量比ＣＫ１ 显著升高，是ＣＫ１ 的１．７
１９第７期 郭郁频 等：外源钙和赤霉素对干旱胁迫下苜蓿幼苗生理特性的影响
倍。经ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液处理后，除ＧＡ１５０和Ｚ１∶１外，其他各处理 ＭＤＡ含量均降低，说明适宜的外源物质能
减少膜脂过氧化产物 ＭＤＡ的生成。其中，Ｃａ５、Ｃａ１０、ＧＡ５０、Ｔ１∶１、Ｔ１∶２处理与ＣＫ１ 差异不显著，与ＣＫ２ 差异显
著，且Ｔ１∶１处理 ＭＤＡ含量最低。因此，就 ＭＤＡ含量而言，干旱胁迫下，ＣａＣｌ２ 以５～１０ｍｍｏｌ／Ｌ、ＧＡ３ 以５０
ｍｇ／Ｌ、复合液以Ｔ１∶１处理效果较好。
表１ 犆犪犆犾２ 和犌犃３ 及复合液处理对干旱胁迫下苜蓿幼苗生理生化指标的影响
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狅犳犆犪犆犾２，犌犃３犪狀犱犮狅犿狆犾犲狓犾犻狇狌犻犱狅狀狆犺狔狊犻狅犾狅犵犻犮犪犾犪狀犱犫犻狅犮犺犲犿犻犮犪犾
犻狀犱犻犮犪狋狅狉狊狅犳狋犺犲狊犲犲犱犾犻狀犵狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪狌狀犱犲狉犱狉狅狌犵犺狋狊狋狉犲狊狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
叶绿素相对含量
Ｒｅｌａｔｉｖｅｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ
ｃｏｎｔｅｎｔ（ＳＰＡＤ）
相对电导率
Ｒｅｌａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（％）
ＭＤＡ含量
ＣｏｎｔｅｎｔｏｆＭＤＡ
（ＦＷ）
Ｐｒｏ含量
ＣｏｎｔｅｎｔｏｆＰｒｏ
（μｇ／ｇＦＷ）
ＳＯＤ活性
ＳＯＤａｃｔｉｖｉｔｙ
（Ｕ／ｍｇｐｒｏｔｅｉｎ）
ＰＯＤ活性
ＰＯＤａｃｔｉｖｉｔｙ
（Ｕ／ｇ·ｍｉｎ）
ＣＫ１ ３４．８±１．４５ｂｃ ６０．５±０．２８ｃｄ ０．０２４７±０．０３７３ｆ ６０．９２±３５．５６ｈ １７４．３９±４４．３９ｄｅ ２９５３．３３＋１０１８．６４ｆ
ＣＫ２ ３３．９±３．２５ｃ ７９．０±１．９３ａ ０．０４１０±０．０７９０ｂｃ ３６０．８０±１９．５０ｂ ２７７．７５±１５．８１ｂ ３９９３．３３±３３２．６１ｄｅｆ
Ｃａ５ ３６．２±３．１２ａｂｃ ６９．７±２．５９ａｂｃ ０．０２６９±０．０３５１ｅｆ １１４．３９±８．５０ｇ ６８．１０±２１．２７ｈ ４６８６．６７±７２８．５３ｃｄｅ
Ｃａ１０ ３８．７±１．３９ａ ６８．１±１．８５ｂｃ ０．０３０２±０．０３３１ｄｅｆ １５９．２５±２０．７０ｄｅｆｇ １９１．９７±６４．６４ｃｄ ６１８３．３３±１１７９．２１ａｂｃ
Ｃａ２０ ３３．８±３．８９ｃ ７６．８±３．２４ａｂ ０．０３７９±０．０１６８ｃ ５２３．８８±２７．７０ａ ２８３．６５±２１．０７ｂ ４００３．３３±４６０．６９ｄｅｆ
ＧＡ５０ ３５．４±２．５６ｂｃ ４８．０±２．９８ｅ ０．０２７３±０．０００７ｅｆ １６２．８５±６８．０９ｄｅｆ ８１．７３±２．７８ｇｈ ２９２６．６７±１５９１．７７ｆ
ＧＡ１００ ３３．７±２．６９ｃ ５４．５±６．２１ｄｅ ０．０３１１±０．００７０ｄｅ ２０２．０２±２３．０５ｃｄ １２９．１０±１６．５１ｅｆｇ ５２８３．３３±２３２．８８ｂｃｄ
ＧＡ１５０ ３３．９±２．７８ｃ ６２．９±３．０７ｃｄ ０．０４９０±０．００２１ａ ４０２．８２±８．５０ｂ ２３４．１８±４２．６８ｂｃ ４０８３．３３±５５６．４５ｄｅｆ
Ｔ１∶１ ３４．１±０．５６ｃ ６５．１±６．９４ｃｄ ０．０２４３±０．００２９ｆ １４４．３３±１６．９９ｅｆｇ １１４．５５±２２．０３ｆｇｈ ７４８０．００±１１４５．４１ａ
Ｔ１∶２ ３４．３±４．２９ｃ ６７．３±４．４６ｂｃ ０．０２７２±０．００２１ｅｆ １４０．４３±１０．６４ｆｇ ３５５．２０±５４．０１ａ ５６４３．３３±１１４８．２３ｂｃ
Ｔ２∶１ ３７．９±２．５０ａｂ ５５．４±２．８１ｄｅ ０．０３６４±０．００１８ｃｄ １８９．５８±１５．１５ｃｄｅ １４９．３８±１０．０２ｄｅｆ ６６８０．００±６９３．９７ａｂ
Ｚ１∶１ ３３．５±１．８２ｃ ６６．７±３．４２ｃ ０．０４５５±０．０００８ａｂ ２１９．６７±８．２７ｃ １５７．６６±６．７５ｄｅｆ ３５０６．６７±３３８．５８ｅｆ
注：同列数据后标注不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５）。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５．
２．４ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗脯氨酸含量的影响
由表１可知，干旱胁迫下ＣＫ２ 幼苗叶片脯氨酸含量显著上升，为ＣＫ１ 的５．９倍，其他各处理脯氨酸含量也均
高于ＣＫ１，Ｃａ５、Ｃａ１０、Ｃａ２０脯氨酸含量分别为ＣＫ１ 的１．９，２．６和８．６倍；ＧＡ５０、ＧＡ１００、ＧＡ１５０分别为ＣＫ１ 的２．７，
３．３和６．６倍；复合液Ｔ１∶１、Ｔ１∶２、Ｔ２∶１与Ｚ１∶１分别为ＣＫ１ 的２．４，２．３，３．１和３．６倍。方差分析结果表明，脯氨酸
含量在各处理间（犉值为７４．７１８）的差异达显著水平。与ＣＫ２ 相比，脯氨酸含量随着ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 浓度的升高呈
先下降后上升的趋势，Ｃａ２０、ＧＡ１５０处理显著高于ＣＫ２，Ｃａ５、Ｃａ１０、ＧＡ５０和ＧＡ１００处理显著低于ＣＫ２；各复合液处理
脯氨酸含量均显著低于ＣＫ２，并且Ｔ１∶１、Ｔ１∶２处理低于Ｃａ１０、ＧＡ５０处理，显著低于ＧＡ１００、Ｚ１∶１处理，Ｔ１∶１与Ｔ１∶２
间差异不显著。
２．５ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗ＳＯＤ活性的影响
由表１可知，苜蓿幼苗在干旱胁迫下，其ＳＯＤ活性明显升高，ＣＫ２ 是ＣＫ１ 的１．６倍，ＣＫ２ 与ＣＫ１ 间差异显
著，提示细胞中抗氧化酶体系动态平衡被打破。当外源施用不同浓度的ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 后，ＳＯＤ活性呈现随ＣａＣｌ２、
ＧＡ３ 浓度的升高而增加的趋势，ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 分别以Ｃａ２０、ＧＡ１５０处理的ＳＯＤ活性最高，清除活性氧能力最强，且
Ｃａ２０、ＧＡ１５０间差异不显著；复合液处理中，Ｔ１∶２的ＳＯＤ活性最高，并且Ｔ１∶２处理显著高于Ｃａ２０、ＧＡ１５０处理。
２．６ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗ＰＯＤ活性的影响
方差分析结果显示，ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液处理对ＰＯＤ活性的影响达显著水平（犉值为７．６９５）。由表１可
知，ＣＫ２ 的ＰＯＤ活性高于ＣＫ１，是ＣＫ１ 的１．４倍。ＣａＣｌ２ 处理中，Ｃａ１０处理的ＰＯＤ活性最高，其次为Ｃａ５、Ｃａ２０；
ＧＡ３ 处理中，ＧＡ１００的ＰＯＤ活性最高，其次为ＧＡ１５０、ＧＡ５０；复合液处理中，Ｔ１∶１的ＰＯＤ活性最高，其次为Ｔ２∶１、
２９ 草 业 学 报 第２４卷
Ｔ１∶２、Ｚ１∶１。并且Ｃａ１０、Ｔ１∶１、Ｔ２∶１、Ｔ１∶２与ＣＫ２ 差异显著，ＧＡ１００与ＣＫ２ 差异不显著。可见，不同处理可以促进干
旱胁迫下苜蓿幼苗叶片ＰＯＤ活性的增加，并且各以１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２、５０ｍｇ／ＬＧＡ３ 及复合液Ｔ１∶１的效果较
好。
２．７ ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及其复合液对干旱胁迫下苜蓿幼苗缓减的生理效应综合评价
采用隶属函数法分别对干旱胁迫下不同处理对苜蓿幼苗６个生理生化指标的影响进行全面、综合的评价，比
较不同处理对苜蓿幼苗抗旱性影响的大小。隶属函数分析结果表明（表２），在ＣａＣｌ２ 处理中，Ｃａ１０即１０ｍｍｏｌ／Ｌ
ＣａＣｌ２ 效果最好，在 ＧＡ３ 处理中，ＧＡ１００即１００ｍｇ／ＬＧＡ３ 效果最好，在 ＣａＣｌ２＋ＧＡ３两种外源物质复合液处理
中，Ｔ１∶１处理效果最好，且优于单独的Ｃａ１０、ＧＡ１００处理。各个处理对苜蓿幼苗干旱下的缓解效应从强到弱依次
为：Ｔ１∶１＞１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＞Ｔ２∶１＞ＣＫ１＞Ｔ１∶２＞１００ｍｇ／ＬＧＡ３＞Ｚ１∶１＞ＣＫ２。
表２ 犆犪犆犾２ 和犌犃３ 及复合液处理对干旱胁迫下苜蓿幼苗抗旱性影响的综合评价
犜犪犫犾犲２ 犆狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲犲犳犳犲犮狋狅犳犆犪犆犾２，犌犃３犪狀犱犮狅犿狆犾犲狓
犾犻狇狌犻犱狅狀狋犺犲犱狉狅狌犵犺狋狋狅犾犲狉犪狀犮犲狅犳狋犺犲狊犲犲犱犾犻狀犵狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
隶属函数值Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎｖａｌｕｅ
叶绿素相对含量
Ｒｅｌａｔｉｖｅｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ
ｃｏｎｔｅｎｔ（ＳＰＡＤ）
相对电导率
Ｒｅｌａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ
ＭＤＡ含量
Ｃｏｎｔｅｎｔｏｆ
ＭＤＡ
Ｐｒｏ含量
Ｃｏｎｔｅｎｔｏｆ
Ｐｒｏ
ＳＯＤ活性
ＳＯＤ
ａｃｔｉｖｉｔｙ
ＰＯＤ活性
ＰＯＤ
ａｃｔｉｖｉｔｙ
平均值
Ｍｅａｎ
ｖａｌｕｅ
排序
Ｓｏｒｔ
ＣａＣｌ２ ＣＫ１ ０．５２１８ ０．９７６７ ０．９００４ ０．９３０７ ０．４８５３ ０．１５９０ ０．６６２３ ２
ＣＫ２ ０．４５９０ ０．１０９７ ０．２２５４ ０．３６４４ ０．８９３５ ０．３７５７ ０．４０４６ ４
Ｃａ５ ０．６３０８ ０．５４０９ ０．８１０５ ０．８２９８ ０．０６５５ ０．５２０１ ０．５６６３ ３
Ｃａ１０ ０．８２５６ ０．６４０７ ０．６７２２ ０．７４５０ ０．５５４７ ０．８３１９ ０．７１１７ １
Ｃａ２０ ０．４４４９ ０．２２２４ ０．３５１３ ０．０５６４ ０．９１６８ ０．３７７８ ０．３９４９ ５
ＧＡ３ ＣＫ１ ０．５６７０ ０．５６４０ ０．９１７２ ０．９０５４ ０．４４７９ ０．３１４９ ０．６１９４ １
ＣＫ２ ０．４８６９ ０．０５４８ ０．３５６３ ０．１３１４ ０．９３３１ ０．５８９３ ０．４２５３ ４
ＧＡ５０ ０．６２９１ ０．８７８７ ０．８２８７ ０．６４２３ ０．０１３０ ０．３０７８ ０．５４９９ ３
ＧＡ１００ ０．４５９２ ０．７１８３ ０．６９５４ ０．５４１２ ０．２３５４ ０．９２９６ ０．５９６５ ２
ＧＡ１５０ ０．４８６９ ０．５０１９ ０．０７９３ ０．０２２９ ０．７２８６ ０．６１３０ ０．４０５４ ５
ＣａＣｌ２＋ＧＡ３ ＣＫ１ ０．４５９０ ０．５７２７ ０．８６８０ ０．８９７０ ０．５２７７ ０．１１２９ ０．５７２９ ４
ＣＫ２ ０．３９４２ ０．０５５７ ０．２１７３ ０．０５４６ ０．２６０８ ０．２６６８ ０．２０８２ ８
Ｃａ１０ ０．７７２５ ０．３７２３ ０．６４８０ ０．６２０８ ０．５５２５ ０．５９０７ ０．５９２８ ２
ＧＡ１００ ０．３７１７ ０．７２９４ ０．６１０７ ０．５００７ ０．４６４４ ０．４５７６ ０．５２２４ ６
Ｔ１∶１ ０．４０３４ ０．４５３７ ０．８８４０ ０．６６２７ ０．４９７７ ０．７８２５ ０．６１４０ １
Ｔ１∶２ ０．４２３３ ０．３９３０ ０．７６６７ ０．６７３６ ０．６４２５ ０．５１０８ ０．５６８３ ５
Ｔ２∶１ ０．７０９０ ０．７０６２ ０．４０１３ ０．５３５６ ０．５３２６ ０．６６４２ ０．５９１５ ３
Ｚ１∶１ ０．３５９８ ０．４０８９ ０．０３６０ ０．４５１１ ０．２７５９ ０．１９４８ ０．２８７８ ７
３ 讨论
叶绿素是植物进行光合作用的主要物质，反映了牧草生长的内在动力。受到干旱胁迫时，植物气孔发生关闭
使得净光合作用降低。当叶绿素含量升高时，植物的光合速率就相应地加快，植物的生长状况就越好［１７］。本研
究中，干旱胁迫下叶绿素相对含量下降，而经Ｃａ５、Ｃａ１０、ＧＡ５０、ＧＡ１５０及复合液Ｔ１∶１、Ｔ１∶２、Ｔ２∶１处理后，叶绿素含
量都有所提升，表明ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液在一定程度上能提升苜蓿幼苗的光合速率，有利于增强抗旱性。其中，
ＣａＣｌ２以１０ｍｍｏｌ／Ｌ的处理效果最好，ＧＡ３ 以５０ｍｇ／Ｌ处理效果最好，复合液以Ｔ２∶１处理效果最好。
ＭＤＡ和电导率是植物受伤害的两个重要的生理指标。ＭＤＡ是植物细胞膜脂过氧化最主要的产物之一，其
３９第７期 郭郁频 等：外源钙和赤霉素对干旱胁迫下苜蓿幼苗生理特性的影响
含量通常用于评价膜脂过氧化的程度；电导率是判定植物细胞膜稳定性的一个重要指标［１８］。ＭＤＡ含量越多，电
导率越大，说明植物受伤害的程度越严重［１９］。本研究中，干旱胁迫下苜蓿幼苗叶片相对电导率、ＭＤＡ含量均显
著增加，表明胁迫下细胞膜脂过氧化程度加剧，质膜遭到破坏。外源施用１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２、１００ｍｇ／ＬＧＡ３ 及
Ｔ１∶１、Ｔ２∶１复合液后，相对电导率下降、ＭＤＡ含量显著降低，说明外源物质可以缓解干旱胁迫造成的苜蓿幼苗叶
片的膜脂过氧化，对细胞膜具有保护和修复作用，可减轻或防止膜系统的过氧化伤害。这与姜义宝等［３］的研究结
果一致。
正常条件下，植物细胞内的活性氧处于动态平衡，逆境时，植物体内产生大量活性氧，对植物造成伤害。ＳＯＤ
和ＰＯＤ为植物体内重要的活性氧清除酶，与其他保护酶类协同清除逆境胁迫下过量的活性氧，维持活性氧的代
谢平衡［２０］。多数研究表明，植物在遭受逆境胁迫时，其体内ＳＯＤ、ＰＯＤ活性均会上升［２１］。本研究也表明，在干
旱胁迫下，苜蓿幼苗的ＳＯＤ活性、ＰＯＤ活性均显著上升，这与姜义宝等［２２］的研究一致，说明抗氧化酶系统遭到
破坏，幼苗生长受到抑制。当加入不同处理的外源物质后，其活性氧清除能力表现出差异。外源ＣａＣｌ２浓度为１０
ｍｍｏｌ／Ｌ、ＧＡ３ 浓度为１００ｍｇ／Ｌ时，ＰＯＤ活性最高；外源ＣａＣｌ２ 浓度为２０ｍｍｏｌ／Ｌ、ＧＡ３ 浓度为１５０ｍｇ／Ｌ时，
ＳＯＤ活性最高；复合液以Ｔ１∶２处理的ＳＯＤ活性最高，以Ｔ１∶１处理的ＰＯＤ活性最高。研究结果表明，在上述外
源物质适宜浓度及复合液处理下，可使干旱胁迫下苜蓿幼苗体内的保护酶活性得到改善和增强，从而清除植物在
逆境中产生的过量活性氧，在一定程度上忍耐、减缓或抵御逆境胁迫伤害，保护植株正常生长。
植物受到干旱胁迫时，植物体内的Ｐｒｏ含量会积累。目前，Ｐｒｏ含量的增加与植物耐旱性之间的关系存在不
同的看法，有研究表明Ｐｒｏ的积累可对质膜起保护作用，降低电解质外渗，从而维护细胞正常的代谢活动，也有研
究认为逆境下Ｐｒｏ积累是受到伤害的征兆［２３］。在本试验中，干旱胁迫下Ｐｒｏ含量显著升高，低浓度ＣａＣｌ２、ＧＡ３
及４个复合液处理后Ｐｒｏ含量均降低，而高浓度ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 处理Ｐｒｏ含量积累量更高。表明干旱胁迫抑制了脯
氨酸Ｐｒｏ的代谢，低浓度ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及４个复合液处理使干旱胁迫有所缓解。这与玉米（犣犲犪犿犪狔狊）、小麦的研
究结果一致［２４２５］。但与姜义宝等［３］的研究结果不一致。
４ 结论
干旱胁迫下，苜蓿幼苗经一定浓度的外源ＣａＣｌ２、ＧＡ３ 及复合液处理时，外源物质的施用可显著降低干旱胁
迫对苜蓿幼苗的伤害，减轻、缓解干旱胁迫并提高了苜蓿幼苗的抗旱性。外源ＣａＣｌ２、ＧＡ３的最佳处理浓度分别
为１０ｍｍｏｌ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌ，ＣａＣｌ２＋ＧＡ３复合液处理以体积比１∶１最好。隶属函数综合评价不同处理对苜蓿幼
苗干旱下的缓解效应从强到弱依次为：Ｔ１∶１＞１０ｍｍｏｌ／ＬＣａＣｌ２＞Ｔ２∶１＞ＣＫ１＞Ｔ１∶２＞１００ｍｇ／ＬＧＡ３＞Ｚ１∶１＞
ＣＫ２。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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犮犪犾犾犻狊犿犻犱犱犲狀犱狅狉犳犻犻ｕｎｄｅｒｏｓｍｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄ，２０１２，３４（１）：８４８８．
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６９ 草 业 学 报 第２４卷