全 文 ：第 24卷　第 2期 干　旱　区　资　源　与　环　境 Vol.24　No.2
2010年 2月 JournalofAridLandResourcesandEnvironment Feb.2010
文章编号:1003-7578(2010)02-183-04
5种景天科地被植物抗旱性比较研究＊
李云霞1 , 张建生 1 ,吴永华 2 ,张梅花1 ,杨永东3
(1.甘肃农业大学工学院,兰州 730070;2.甘肃省兰州市园林科学研究所 ,兰州 730070;3.陇东学院土木工程系 ,庆阳 745000 )
　　提　要:通过对 5种景天科地被植物干旱胁迫处理后的丙二醛(MDA)含量 、脯氨酸含量 、可溶性总糖含
量 、相对含水量等指标的观察测定 ,评定了 5种地被植物的抗旱性。结果表明:5种景天科地被植物均有一定
的抗旱性 , 但抗旱性强弱不同 ,其中胭脂红景天抗旱性最强 , 其余抗旱性较弱。
关键词:地被植物;抗旱性;丙二醛(MDA)含量;脯氨酸含量;可溶性总糖;相对含水量
中图分类号:Q945　　　　　　文献标识码:A
　　植物的抗旱性是植物在干旱环境中生长 、繁殖或生存 ,以及在干旱解除后迅速恢复生长的能力。通过
抗旱鉴定可以为抗旱育种与栽培生产提供参考 [ 1] 。目前 ,我国城市园林绿化大多以自来水为水源 ,且利
用率很低 ,这使城市有限的水资源日益紧缺与城市环境对于园林绿化发展用水需求的矛盾显得更加突出 ,
迫使园林绿化寻找适合城市生长的节水抗旱型植物 。
试验欲通过对在自然状态下给予持续干旱胁迫处理后丙二醛(MDA)含量 、游离脯氨酸含量 、可溶性
总糖(WSC)、相对含水量等指标进行测定 ,结合植物外部形态观察比较 ,对引进的地被植物中表现较好的
5种景天科地被植物的抗旱性及其抗旱机理进行了研究 ,为园林绿化工作中植物种类的选择 、管理及进一
步的理论研究提供参考依据。
1　试验材料和方法
1.1　材料与处理
材料为兰州市园林科研所引进的胭脂红景天 (Sedum.spurium`Coccineum )、红花景天(spectabile
`Briliant )、八宝景天(S.SpeetablileCavCarmen)、德国景天(S.hybridum)、松塔景天(S.sediporme)的一
年生扦插苗 。
试验区位于兰州市园林科学研究所 ,试验区总面积为 40m2。采用完全随机设计 ,将试验区划分为 20
个小区 ,每个小区面积为 2m2 ,每个品种 4个重复 ,小区内栽植株行距均为 25cm,每小区 32株。于 2008年
5月初 ,将 5种植物定植于园林科学研究所试验地 。定植完后当天浇一次透水 , 3 d后连续浇水 2次 ,以后
每 6d一次 。到 5月下旬待缓苗后长势正常开始进行在自然情况下的持续干旱 ,不与人工浇水。于 7月 20
日 、8月 20日 、9月 20日三次取样 ,测定各项指标 。
1.2　指标测定方法
叶片相对含水量(RWC)和相对水分亏缺(RWD)采用烘干称重法测定 [ 2] 。叶片相对电导率采用电导
率仪法测定 [ 2] ,使用 EC215型电导率仪(意大利 HANNA公司)。丙二醛 (MDA)含量用双组分分光光度
计法测定[ 2] 。脯氨酸(Pro)和可溶性总糖(WSC)分别采用水合茚三酮法和蒽酮比色法测定 [ 3] 。测定中使
用的分光光度计皆为日立 U2800型紫外分光光度计。以上测定均重复 4次平均值。
1.3　数据分析
用 Excel和 DPS软件对品种间各项指标的差异显著性进行分析。
＊ 收稿日期:2008-11 -26。
基金项目:节水型缀花地被植物品种及生态试验研究项目(07-1-04)资助。
作者简介:李云霞(1984 ),女 ,甘肃天水人 ,硕士研究生 ,从事水利工程与生态环境研究。
通讯作者:张建生(1964 ),男 ,副教授 ,硕导 ,从事水利工程与生态环境研究。
DOI :10.13448/j.cnki .jal re.2010.02.004
2　结果与分析
2.1　干旱胁迫对叶片相对含水量(RWC)和相对水分亏缺(RWD)的影响
植物叶片相对含水量(RWC)和相对水分亏缺(RWD)是反应植物水分状况 、研究植物抗旱性的重要
指标 ,分别反映了植物保水 、抗脱水的能力和植物体内水分亏缺的程度 [ 4, 5] 。由表 1可以看出 ,随着胁迫
天数的增加 ,各品种叶片相对含水量逐渐降低 ,而降低的幅度有所不同 ,胭脂红景天和红花景天的降低幅
度较小 ,而松塔景天的降低幅度最大 。说明胭脂红景天和红花景天的保水 、抗脱水能力较强 ,抗旱性较其
他品种强。叶片相对水分亏缺量反映植物体内水分亏缺的程度 ,水分亏缺量越大 ,植物保水性越差 ,抗旱
性越差;随胁迫天数的增加 ,各品种叶片相对水分亏缺量逐渐增加 ,保水性减弱 ,而增加的幅度有所不同 ,
胭脂红景天和红花景天增加幅度较其他 3个品种的幅度小。同样说明胭脂红景天和红花景天的抗旱性较
强 。
表 1　干旱胁迫对叶片相对含水量和相对水分亏缺的影响
Tab.1 Effectsofdroughtstressontheleafrelativewatercontentandrelativewaterdeficit
品　　种
RWC RWD
取样日期 取样日期
7月 20日 8月 20日 9月 20日 7月 20日 8月 20日 9月 20日
德国景天 88.05ab 82.86b 78.15ab 11.95b 17.14b 21.85b
胭脂红景天 89.55a 84.04a 82.16a 10.45bc 15.96c 17.84c
红花景天 87.6b 83.47ab 76.48b 12.40ab 16.53bc 23.52b
松塔景天 86.6bc 75.73c 69.07c 13.38a 24.27a 30.93a
八宝景天 88.00ab 82.99b 75.27b 12.00ab 17.01b 24.73b
注:同一天不同品种间具有不同字母者差异显著(P<0.05).
2.2　干旱胁迫对叶片质膜透性和膜脂过氧化作用的影响
2.2.1　干旱胁迫对相对电导率的影响
在干旱胁迫下 ,细胞原生质膜的结构和功能首先受到伤害 ,导致组织浸泡液的电导率值增大 [ 6, 7] 。结
果表明 ,随着煮沸时间的延长 , 5种景天科植物的电导率值呈增加趋势(图 1)。而增加的幅度有所不同 ,
胭脂红景天与德国景天增加幅度较小 ,则其细胞原生质膜受到的伤害随时间变化比较小 ,因此 ,在干旱胁
迫条件下 ,胭脂红景天 、德国景天膜系统抗干旱损伤的能力较强。
图 1　干旱胁迫对相对电导率的影响
　Fig.1Efectsofdroughtstressonrelativeelectricityconductivity
图 2　干旱胁迫对丙二醛含量的影响
Fig.2 EffectsofdroughtstressoncontentofMDA
2.2.2　干旱胁迫对丙二醛(MDA)含量的影响
植物器官在逆境情况下引起膜脂过氧化 ,并积累膜脂过氧化物的最终分解产物丙二醛 ,丙二醛含量的
高低反映了质膜过氧化的程度 ,抗旱性强的品种 ,质膜过氧化程度小于抗旱性弱的品种[ 8] 。从图 2可见 , 5
个品种的丙二醛含量随胁迫时间的延长总体呈现增加趋势 ,但各品种间有所不同 。松塔景天在持续干旱
胁迫下叶片丙二醛含量呈现持续快速增加趋势 ,而德国景天则在前两次取样时叶片丙二醛含量基本没变
化 ,第三次取样(9月 20日)时急剧上升(图 2)。八宝景天在第二次取样时叶片丙二醛含量有所降低 ,第
三次取样时逐渐上升 。在第一次取样中 ,松塔景天的丙二醛含量显著高于其它品种(P<0.05),比红花景
·184· 干　旱　区　资　源　与　环　境 第 24卷
天 、胭脂红景天 、八宝景天和德国景天分别高 76.89%、83.28%、50.91%和 76.28%。胭脂红景天比红花
景天低 27.67%,且达显著水平(P<0.05)(图 2)。由分析可以看出 ,在干旱胁迫下 ,胭脂红景天的质膜过
氧化程度较轻 ,受伤害程度相对较小;而松塔景天受伤害程度相对较重 。
2.3　干旱胁迫对渗透调节物质的影响
2.3.1　干旱胁迫对游离脯氨酸(Pro)含量的影响
脯氨酸是高等植物的主要渗透物质之一 ,植物受到干旱胁迫时出现脯氨酸大量积累的现象已在许多
植物中获得证实 ,抗旱性强的品种脯氨酸累积增多 [ 9] 。从图 3可知 ,随着干旱胁迫天数的增加 , 5种植物
的游离脯氨酸积累有不同程度的增加 。但是 ,各品种游离脯氨酸累积的变化幅度不完全一致。三次取样 ,
胭脂红景天的脯氨酸含量显著高于其他几个品种 ,说明其抗旱性最强。
图 3　干旱胁迫对脯氨酸含量的影响
Fig.3Efectsofdroughtstressonprolinecontent
注:同一天具有不同字母者差异显著(P<0.05)
图 4　干旱胁迫对可溶性总糖含量的影响
Fig.4Efectsofdroughtstressonwatersolublecarbohydratecontent
注:同一天具有不同字母者差异显著(P<0.05)
2.3.2　干旱胁迫对可溶性总糖(WSC)含量的影响
可溶性总糖含量是植物体内主要的渗透调节物质 ,在细胞渗透调节作用中起到重要的作用 [ 10, 11] 。从
图 4可知 ,干旱胁迫提高了 5个品种可溶性总糖含量 ,且随着胁迫天数的增加 ,其含量增加 。与脯氨酸相
似 ,干旱胁迫后各品种可溶性总糖含量增加的幅度有所不同(图 4):第一次取样中 ,八宝景天显著高于其
他几个品种;第二次取样中 ,德国景天显著高于八宝景天 ,胭脂红景天显著高于松塔景天和红花景天;第三
次取样中 ,胭脂红景天的可溶性总糖含量急剧上升 ,变化幅度最大 。可溶性总糖含量的增加是植物对干旱
胁迫的一种生理适应性表现 ,试验结果表明胭脂红景天比红花景天表现出更强的渗透调节能力 。
3　讨论与结论
　　 (1)植物的抗旱能力是一种复合性状 , 是从植物的形态解剖构造 、水分生理生态特征及生理生化反
应到组织细胞 、光合器官及原生质结构特点的综合反应 [ 12, 13] 。试验在分析了干旱胁迫下各品种的生理生
化变化 ,对 5个品种的抗旱性强弱进行了评定 ,结果表明胭脂红景天 >红花景天 、德国景天 、八宝景天 >松
塔景天 。从植物外部形态观察也发现 ,干旱胁迫后胭脂红景天小部分叶片变黄 ,多数植株正常生长;而松
塔景天大部分叶片变黄 ,多数植株开始萎蔫。
(2)植物的含水量与其代谢活动有密切的关系 。干旱胁迫下 ,植物首先表现出来的是体内含水量的
下降。试验中 ,干旱胁迫条件下 , 5个品种的叶片 RWC和 RWD的结果均表明 5个品种的保水力和抗脱水
能力为胭脂红景天 >红花景天 、德国景天 、八宝景天 >松塔景天。所以从叶片水分状况判定 4个品种的抗
旱性强弱为胭脂红景天大于红花景天 、德国景天和八宝景天 , 而红花景天 、德国景天和八宝景天大于松塔
景天。因此 ,干旱胁迫条件下植物体内水分状况能较好地反映植物的抗旱能力 ,可作为品种抗旱性比较的
重要指标之一。以其它植物为材料的相关研究亦有类似的结论[ 14, 15] 。
(3)植物细胞与外界环境之间发生的一切物质交换必须通过原生质膜进行 ,干旱胁迫对细胞的影响
往往首先作用于这层生物膜。大量抗旱性研究发现 ,干旱胁迫使得植物膜的渗透性增加 ,相对电导率和膜
脂过氧化产物(MDA)含量增加 [ 16, 17] 。研究发现 ,松塔景天叶片的相对电导率和 MDA含量均显著高于其
·185·第 2期 李云霞等　5种景天科地被植物抗旱性比较研究
它品种(P<0.05),而胭脂红景天均低于其它品种(P<0.05)。可见 ,就叶片质膜透性和膜脂过氧化作用
而言 ,胭脂红景天的抗旱性最强 ,而松塔景天最差。
(4)干旱胁迫下植物体内积累渗透调节物质 ,维持细胞膨压以从外界吸水 [ 18] 。研究中 5个品种的
Pro和 WSC含量均有不同程度的增加 ,这说明 Pro和 WSC的积累与植物的抗旱性有关 。从各品种间含量
的差异性可知 ,干旱条件下 ,胭脂红景天有较强的渗透调节能力 ,而松塔景天则较差。
综合生物学特性的观察和植株生理生化指标的测定结果表明:5个景天科品种的抗旱性顺序为:胭脂
红景天 >红花景天 、德国景天 、八宝景天 >松塔景天。从需水角度看 ,在西北干旱地区 ,选择配置园林植
物 ,应重点考虑其抗旱性与节水性。在研究的 5种景天科地被植物中 ,胭脂红景天 、八宝景天 、红花景天更
应引起我们的重视。
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ComparativeresearchondroughtresistanceoffivespeciesofCrassulaceae
LIYunxia1 , ZHANGJiansheng, WUYonghua2 , ZHANGMeihua1;YANGYongdong3
(1.DepartmentofTechnicalColege, GansuAgriculturalUniversity, Lanzhou730070, Gansu, P.R.China;2.LanzhouLandscapeInstituteofGansu
Province, Lanzhou730070, P.R.China;3.CivilEngineeringDepartmentofLongdongUniversity, Qingyang745000, Gansu, P.R.China)
Abstract:BasedonthemeasurementofthecontentofMDA, prolinecontent, watersolublecarbohydrate, rela-
tivewatercontentofthefolowingfiveCrasulaceaeplantsafterusingdroughtstresstreatment, thedroughtresist-
anceofthosefivespecieswereevaluated.TheresultsshowedthatthedroughtresistanceofSedum.spurium
`Coccineum wasthestrongest;andthedroughtresistanceofotherswereweaker.
Keywords:Crassulaceae;droughtresistance;contentofMDA;prolinecontent;watersolublecarbohydrate
content;relativewatercontent
·186· 干　旱　区　资　源　与　环　境 第 24卷