全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 艺 学 报 2006, 33 (4) : 801～804
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 10 - 26; 修回日期 : 2006 - 02 - 20
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (30370986)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: shhli@ ibcas1ac1cn)
半根交替干旱对 ‘大久保 ’桃叶片中几种有机渗
透调节物质的影响
赵军营 1, 2 王利军 2 范培格 2 李连生 2 李绍华 23
(1 中国农业大学农学与生物技术学院 , 北京 100094; 2 中国科学院植物研究所 , 北京 100093)
摘 要 : 和良好水分条件的对照相比较 , 半根交替干旱处理 (ARS) 对 ‘大久保 ’桃叶片日出前水势
无显著影响 , 但显著高于全根干旱 (WRS) 处理。WRS导致叶片中游离氨基酸、脯氨酸和可溶性糖含量显
著增加和淀粉含量显著降低 , 而 ARS和对照之间叶片中游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖和淀粉含量均不存
在显著性差别。此外 , 叶片中游离氨基酸、脯氨酸和可溶性糖含量与日出前叶片水势呈显著或极显著负相
关 , 而淀粉含量与日出前叶片水势呈极显著正相关。上述结果表明 , ARS条件下植株具有良好的水分供应
能力 , 并不存在积累上述有机物质进行渗透调节的现象。
关键词 : 桃 ; 半根交替干旱 ; 渗透调节物质
中图分类号 : S 66211; S 607 文献标识码 : A 文章编号 : 05132353X (2006) 0420801204
Effects of A lterna tive Ha lf Root D ry ing on Accum ula tion of Severa l O rgan ic
O sm olytes in‘O kubo’Peach L eaves
Zhao Junying1, 2 , W ang L ijun2 , Fan Peige2 , L i L iansheng2 , and L i Shaohua23
(1 College of A gronom y and B iotechnology, China A gricultural U niversity, B eijing 100094, China; 2 Institu te of B otany, the Chi2
nese A cadem y of Sciences, B eijing 100093, Ch ina)
Abstract: A lternative half root drying (ARS) by root sp lit technology did not result in significant de2
crease in p redawn leaf water potential of young potted‘Okubo’peach p lants ( P runus persica) , as compared
with the trees under well irrigation ( control) , while significantly higher p redawn leaf water potential was ob2
served on ARS trees than those under whole root drying (WRS). WRS increased significantly the concentra2
tions of foliar free am ino acid, p roline and soluble sugar with a significant decrease in starch. However, there
were no significant differences in the contents of foliar free am ino acid, p roline, soluble sugars and starch be2
tween ARS and control throughout the experiment. Moreover, the concentrations of foliar free am ino acid, p ro2
line, soluble sugars and starch correlated significantly with p redawn leaf water potential. It seemed that p lants
subjected to ARS maintained a good water status without accumulation of the p revious organic osmolytes in
leaves for osmoregulation.
Key words: Peach; A lternative half root drying; O smolyte
1 目的、材料与方法
渗透调节是植物适应干旱胁迫的重要机制之一。尽管全根胁迫下果树渗透调节已经有较多的研
究〔1～3〕, 但是果树根系处于不均匀供水条件下的渗透调节的研究尚少见报道。本文报道了以半根交替
干旱技术模拟不充分供水和全根干旱胁迫条件下大久保桃叶片中游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖和淀
粉含量变化特点的比较研究结果。
将整齐一致的 ‘大久保 ’芽接苗根系分成两等份后 , 栽植在装有等量营养土的两个营养钵中
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园 艺 学 报 33卷
(直径 30 cm, 高 40 cm) , 然后置放在直径和高分别为 40 cm和 50 cm的木盆内。当大部分新梢长度
达到 40～80 cm时 , 进行半根交替干旱 (ARS) 和全根干旱 (WRS) 处理。采用 W atermark 935234
型便携式水势仪 ( Irrometer Company, USA ) 测定土壤水势控制水分胁迫程度 (图 1) : ARS处理对其
中一个营养钵进行充分灌溉 (土壤水势在 - 0104 MPa以上 ) , 另一个营养钵中的根系进行干旱胁迫 ,
当胁迫营养钵中的土壤水势低于 - 0108 MPa时进行交替 , 即对原先充分灌溉的根系进行干旱胁迫 ,
已胁迫的根系充分灌溉。WRS仅仅当两个营养钵中的平均土壤水势低于 - 0108 MPa才进行灌溉。以
两个营养钵均进行充分灌溉的树作对照。单株小区 , 6次重复。阴雨天在植株下面覆盖塑料膜 , 阻止
雨水进入木盆与营养钵内。试验期间采用压力室法测定叶片日出前水势 , 并在试验开始后第 5、13、
21、37天 10时前后取叶片样品 , 用于有机渗透调节物质的测定。脯氨酸、游离氨基酸含量采用茚三
酮法测定〔4, 5〕, 可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定〔4〕, 淀粉含量采用高氯酸法测定〔4〕。
2 结果与分析
211 叶片水势
在整个试验期间 , 对照叶片日出前水势维持在 - 015～ - 0122 MPa之间 (图 1) , 但与 ARS之间
不存在显著性差异。WRS导致叶片日出前水势显著降低 , 每个干旱周期结束时均低于 - 115 MPa, 但
复水后的第 2天迅速恢复 , 与对照之间不存在显著差异。
图 1 半根交替干旱 ( ARS) 和全根干旱 (W RS) 条件下土壤水势和桃叶片日出前水势的变化
ARS21: ARS处理中的一个营养钵 ; ARS22: ARS处理中的另一个营养钵。各点为平均值 ±标准误 ( n = 4)。
F ig. 1 Changes in so il wa ter poten tia l and predawn leaf wa ter poten tia l of peach plan ts subjected to a lterna tive ha lf root
dry ing ( ARS) and whole root dry ing stress (W RS) throughout the exper im en t
ARS21: One pot of ARS; ARS22: The other pot of ARS. Each point is mean ±standard errors ( n = 4) .
212 游离氨基酸与脯氨酸含量
ARS对桃叶片中游离氨基酸与脯氨酸含量无显著影响 , 但 WRS显著增加了桃叶片内游离氨基酸
与脯氨酸含量 (图 2)。试验期间 , WRS叶片中游离氨基酸和脯氨酸含量分别较对照升高了 29% ～
58%和 247% ～375%。
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4期 赵军营等 : 半根交替干旱对 ‘大久保 ’桃叶片中几种有机渗透调节物质的影响
213 可溶性糖与淀粉
整个试验期间 , ARS与对照之间叶片中可溶性糖和淀粉含量不存在显著差异 , 但 WRS导致可溶
性糖含量显著升高和淀粉含量显著降低 (图 2)。尤其是叶片中淀粉含量 , WRS较对照下降了 35% ～
48%。
图 2 半根交替干旱 ( λ ) 和全根干旱条件下 ( ○) 桃叶片中游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖和淀粉含量的变化 ( ●为对照 )
各点为平均值 ±标准误 ( n = 4)。
Fig. 2 Changes in foliar free am ino acid, proline, soluble sugar and starch concentrations of peach plants subjected
to a lterna tive ha lf root dry ing ( λ ) and whole root dry ing stress ( ○) throughout the exper im en t ( ● represen ts con trol)
Each point is mean ±standard errors ( n = 4) .
214 叶片中游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖、淀粉与叶片水势的关系
对所有处理与对照叶片中的有机渗透调节物质与叶片水势的相关性分析表明 , 日出前叶片水势分
别与叶片中游离氨基酸、脯氨酸和可溶性糖含量呈显著或极显著负相关 (游离氨基酸 : y = - 0100004
x
2
+ 01025x - 319, r = - 01973 3 ; 脯氨酸 : y = - 0100004x2 + 01021x + 01052, r = - 01873 3 ; 可溶性
糖 : y = - 01014x2 + 01836x - 13106, r = - 01673 ) , 与淀粉含量呈极显著的正相关 ( y = - 01024x2 +
0189x - 814, r = 01913 3 )。
3 讨论
积累渗透调节物质对维持细胞的膨压、降低干旱对细胞的伤害及干旱解除后代谢的恢复具有积极
作用。参与渗透调节的物质既包括从环境进入植物细胞内的无机离子 , 也包括在细胞内合成的一些有
机溶质。这些溶质主要是一些可溶性的碳水化合物和氨基酸〔1～3〕。桃、杏、苹果等果树脯氨酸和可溶
性糖的含量在水分逆境后的几天内便会迅速增加。本研究表明 , 有机溶质的积累仅发生在全根干旱胁
迫的桃叶片中 (图 2) , 在半根交替干旱条件下 , 尽管处于胁迫的根系的土壤水势降低到 - 0108 MPa
以下 , 其叶片中脯氨酸、游离氨基酸和可溶性糖等溶质含量与对照不存在显著差异 (图 2) , 其叶片
日出前水势也维持在与对照相似的水平上 (图 1) , 植株叶片不存在上述物质的渗透调节。
在全根胁迫条件下 , 土壤水势降低至 - 0108 MPa左右时 , 盆栽 ‘大久保 ’幼树就表现出临时萎
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蔫状态 , 但灌水后第 2天水势恢复正常 (图 1)。在半根交替干旱条件下 , 正处于胁迫状态的一半土
壤水势低于植株处于萎蔫时的土壤水势 , 并在整个试验中植株具有良好的水分状况 (图 1) , 表明其
根系仍具有良好的水分吸收功能及其对土壤干旱极强的忍受能力。另外 , 半根交替干旱条件下可能存
在处于良好水分状态下的根系向干旱胁迫的根系运输水分的现象 , 从而使处于极度干旱状态下的根系
能够成活 , 这需进行更深入的研究证实。
参考文献 :
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Shaanxi Science and Technology Press, 1987. 103～105 ( in Chinese)
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