硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠葡萄幼苗葉片生理生化指標(biāo)的影響

摘要： 研究硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠葡萄幼苗葉片主要抗旱生理生化指標(biāo)的影響，以期為探索硒元素在葡萄耐旱生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。以1 a生釀酒葡萄赤霞珠扦插苗為試材，開(kāi)始水分脅迫后以清水噴施為對(duì)照，用0.5 mg·L-1 （T1）、1.0 mg·L-1（T2）、1.5 mg·L-1（T3）的亞硒酸鈉溶液噴施葡萄葉片正反面，定期采樣測(cè)定葡萄葉片葉綠素、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛（MDA）的含量，同時(shí)測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）活性。結(jié)果表明，整個(gè)水分脅迫期間，與CK相比，亞硒酸鈉處理使葡萄葉片葉綠素含量平均提高2.93%～8.43%，可溶性糖含量平均提高9.7%～14.2%，脯氨酸含量提高12.0%～61.6%，SOD酶活性提高1.5%～6.6%，POD酶活性提高46.2%～87.8%，CAT酶活性提高18.5%～22.6%，GSH-Px酶活性提高14.5%～34.9%，同時(shí)使MDA含量降低10.1%～14.5%。綜合分析認(rèn)為，在該試驗(yàn)條件下對(duì)葡萄葉面噴施1.0 mg·L-1的亞硒酸鈉溶液，緩解水分脅迫對(duì)葡萄抗旱生理代謝帶來(lái)的影響效果最佳。說(shuō)明水分脅迫下，適宜濃度的硒可以緩解葡萄葉片葉綠素分解，提高可溶性糖及脯氨酸含量，同時(shí)可以調(diào)節(jié)SOD、POD、CAT、GSH-Px酶活性，降低MDA含量，抵御膜脂過(guò)氧化，提高赤霞珠葡萄幼苗的抗旱性。

關(guān)鍵詞： 赤霞珠葡萄； 硒； 水分脅迫； 生理生化指標(biāo)

中圖分類號(hào)：Ｓ６６3．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－984－０7

Effect of Selenium on physiological and biochemical indexes of Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon leaves under water stress

ZHAO Wei，XI Zhu-mei*，LIN Gang，TANG Jun-feng

（College of Enology， Northwest Agricultural and Forestry University·Shaanxi Engineering Research Center for Viti-Viniculture， Yangling， Shaanxi 712100 China）

Abstract： The effect of Selenium on physiological and biochemical indexes of Cabernet Sauvignon under water stress was investigated to provide reference for drought tolerance cultivation of grape. The Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon cuttings cultivated for one year were sprayed with Se-fertilizer under water stress at the Na2SeO3 concentrations of 0， 0.5， 1.0， 1.5 mg·L-1. Grape leaves were sampled at special stage after Se-fertilizer spray to detect the content of chlorophyll， soluble sugar， proline and MDA as well as the enzyme activity of SOD，POD，CAT and GSH-Px. During the whole period of water stress， compared to CK the chlorophyll content was increased by 2.93% to 8.43% and soluble sugar content was increased by 9.7% to 14.2% in average after treatment， and the proline content was increased by 12.0% to 61.6%. While the SOD and POD activity was enhanced by 1.5% to 6.6% and 46.2% to 87.8%， respectively， and the CAT and GSH-Px activity was increased by 18.5% to 22.6% and 14.5% to 34.9%， correspondingly， but the MDA content was decreased by 14.5% to 34.9% . Under this experimental condition， the effect of drought tolerance with 1.0 mg·L-1 （T2） treatment was the best for Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon. Results indicated that under water stress， appropriate concentration of sodium selenite solution can relieve chlorophyll decomposition in grape leaves and increase soluble sugar and proline content， and also regulate the enzyme activity of SOD，POD，CAT and GSH-Px， make the MDA content decrease. The application of Se could improve the capability of cellular antioxidant defenses to enhance the drought tolerance.

Key words: Cabernet Sauvignon grape； Selenium； Water stress； Physiological and biochemical indexes

硒（Se）作為一種微量元素，早在1957年就已被證實(shí)是動(dòng)物和人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素[1]。目前研究雖未表明硒是植物所必需的微量元素，但適宜濃度的硒對(duì)植物也有著重要的生理功能[2]，尤其是對(duì)逆境脅迫下的植物有一定的抗逆保護(hù)作用，能夠抵御膜脂過(guò)氧化產(chǎn)生的氧自由基傷害及提高植物的抗逆能力[1，3-5]。水分脅迫會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)過(guò)多的活性氧積累而對(duì)細(xì)胞膜造成傷害，進(jìn)一步會(huì)影響植物體的生理代謝活動(dòng)[6]，當(dāng)植物遭受水分脅迫時(shí)會(huì)啟動(dòng)保護(hù)酶系統(tǒng)有效地防御氧自由基傷害[7]。硒是植物體保護(hù)酶系谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）必需的組成成分[8]，對(duì)逆境脅迫下植物體內(nèi)保護(hù)酶系各種酶活性有一定的調(diào)節(jié)作用。

在我國(guó)西北地區(qū)種植的葡萄植株通常會(huì)面臨干旱氣候環(huán)境脅迫，水分虧缺會(huì)影響到葡萄生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)一步也成為葡萄酒產(chǎn)量和質(zhì)量的限制性影響因素[9]，因此在我國(guó)西北地區(qū)葡萄抗旱節(jié)水栽培也成為考慮的因素之一[10]。目前有關(guān)硒與植物抗逆性方面的研究比較多，大量的研究表明，低濃度的硒可以延緩植物衰老[8]，拮抗重金屬對(duì)植物造成的毒害[11-13]，抵御紫外輻射[14]、高溫[15]及鹽脅迫[16]等對(duì)植物造成的傷害。此外，有關(guān)硒對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育及生理機(jī)制影響的研究也越來(lái)越深入[1]。但目前有關(guān)硒應(yīng)用在葡萄方面的研究還很少，尤其是硒與葡萄抗旱性方面的研究還未見(jiàn)報(bào)道。我們?cè)噲D研究水分脅迫下不同濃度外源硒對(duì)赤霞珠葡萄幼苗葉片生理生化指標(biāo)的影響，以期為探索硒素在葡萄的抗旱栽培方面應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為歐亞種（Vitis Vinifera L.）釀酒葡萄品種赤霞珠（Cabernet Sauvignon），1 a生扦插盆栽苗，盆栽試驗(yàn)于2010年3月至9月在西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院日光溫室進(jìn)行。試驗(yàn)土樣配比為原土（v）∶珍珠巖（v）∶腐殖質(zhì)（v）=1∶1∶2的混合土，試驗(yàn)土樣有機(jī)質(zhì)含量為9.03 g·kg-1，全氮、全磷和全鉀含量分別為0.6 g·kg-1、0. 71 g·kg-1和20.08 g·kg-1，堿解氮含量為29.15 mg·kg-1，速效磷和速效鉀含量分別為9.14 mg·kg-1和105.83 mg·kg-1，全硒含量0.131 mg·kg-1，有機(jī)硒含量為0.031 mg·kg-1。供試硒源為亞硒酸鈉（Na2SeO3），天津試劑廠生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

赤霞珠葡萄枝條于2010年春季扦插于高18 cm、盆口直徑26 cm、盆底直徑14 cm的塑料花盆中，待赤霞珠幼苗生長(zhǎng)到9～12枚葉片時(shí)，選取生長(zhǎng)勢(shì)基本一致的葡萄幼苗96盆，完全隨機(jī)排列，每盆充分灌水，使土壤含水量基本一致。每天監(jiān)控土壤相對(duì)含水量，待土壤相對(duì)含水量達(dá)到75%左右時(shí)，停止灌溉讓其自然失水，開(kāi)始水分脅迫。同時(shí)將試材分為4組，分別用0.5 mg·L-1 （T1）、1.0 mg·L-1 （T2）、1.5 mg·L-1 （T3）的亞硒酸鈉（Na2SeO3）溶液噴施葡萄葉片的正反面（2010年8月31日噴施），噴施等量清水作對(duì)照（CK），噴施程度以葉片正反面均勻布滿霧狀水滴為度（每株葡萄幼苗葉片大約噴施40 mL），噴施1次。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8株。

按照土壤相對(duì)含水量劃分水分脅迫程度：50%～65%為輕度水分脅迫；40%～50%為中度水分脅迫；30%～40%為重度水分脅迫；30%以下為嚴(yán)重水分脅迫[17]。

1.3 樣品的采集與測(cè)定

噴施亞硒酸鈉后第4天開(kāi)始第1次取樣，以后每3 d取樣1次，同時(shí)監(jiān)控土壤相對(duì)含水量，劃分水分脅迫等級(jí)，直到葉片大部分萎蔫為止。采樣時(shí)每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取5株對(duì)其6~9節(jié)位葡萄葉片隨機(jī)采樣，每次每株采集一片葉片，采集的葉片用自封袋密封好之后，于冰盒中保存，帶入實(shí)驗(yàn)室用干凈的濕布擦凈，并去除主脈，然后剪成寬2 mm左右的細(xì)絲，每個(gè)樣品混勻后放入自封袋內(nèi)，并于-40 ℃冰箱下保存?zhèn)溆茫┫嚓P(guān)生理生化指標(biāo)的測(cè)定。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全氮、磷、鉀及速效磷、鉀參照文獻(xiàn)[18]方法測(cè)定；有機(jī)硒含量通過(guò)差值法計(jì)算得出，即有機(jī)硒=全硒-無(wú)機(jī)硒[19]；土壤含水量用烘干法測(cè)定；葉綠素含量用直接浸提法測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，脯氨酸含量采用磺基水楊酸提取法測(cè)定，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定[20]；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性參考紫外吸收法測(cè)定[21]；超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定[20]；過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法[22]測(cè)定；谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）活性采用5，5-二硫代對(duì)硝基苯甲酸（DTNB）顯色法測(cè)定[23]。

數(shù)據(jù)處理使用SAS及Excel軟件。方差分析采用Duncan新復(fù)極差法。

2結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量測(cè)定結(jié)果

通過(guò)威爾科克斯法測(cè)得試驗(yàn)用土壤的田間持水量為32.47%。從表1可以看出，葡萄葉片噴施亞硒酸鈉后4~10 d一直處于輕度水分脅迫階段，10~13 d為中度脅迫，13~16 d為重度脅迫，處理16 d以后為嚴(yán)重水分脅迫。

2.2 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片葉綠素含量的影響

從圖1看出，與對(duì)照（CK）相比，噴施不同濃度的亞硒酸鈉均能提高葡萄葉片葉綠素含量，水分脅迫前期（脅迫第4天）和嚴(yán)重水分脅迫下，外源硒處理使葡萄葉片葉綠素含量平均提高2.93%和11.8%。整個(gè)水分脅迫期間，經(jīng)不同濃度硒處理的葡萄葉片葉綠素含量平均比CK高2.93%～8.43%，其中以T1（0.5 mg·L-1）處理的葡萄葉片葉綠素含量最高，T2（1.0 mg·L-1）次之。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，整個(gè)水分脅迫期間，經(jīng)T1處理的葡萄葉片葉綠素含量均顯著高于CK和T2（1.0 mg·L-1）（P＜0.05），且中度水分脅迫以后T1處理的葡萄葉片葉綠素含量也顯著高于T3 （1.5 mg·L-1）處理，T2和T3處理間葉綠素含量沒(méi)有顯著性差異。

2.3 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片可溶性糖含量的影響

由圖1可以看出，隨水分脅迫時(shí)間的增加，赤霞珠葡萄幼苗葉片可溶性糖含量呈先增后減的趨勢(shì)，重度水分脅迫以后，葉片可溶性糖含量開(kāi)始下降。

與CK（對(duì)照）相比，整個(gè)水分脅迫期間，外源硒處理使葡萄葉片可溶性糖含量比CK平均提高9.7%～14.2%，嚴(yán)重水分脅迫時(shí)，可溶性糖含量平均比CK提高5.4%。在輕度水分脅迫下，以T2（1.0 mg·L-1）處理的效果最明顯，平均比CK提高22.7%；達(dá)到中度水分脅迫以后，T1（0.5 mg·L-1）處理的葡萄葉片可溶性糖含量顯著高于其他各處理（P＜0.05），T2和T3處理間可溶性糖含量無(wú)顯著性差異。

2.4 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片脯氨酸含量的影響

由圖1可以看出，隨著水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，赤霞珠葡萄幼苗葉片脯氨酸含量逐漸增加。在同一脅迫水平下，隨著硒濃度的增加，葡萄葉片脯氨酸含量也逐漸增加。與CK相比，外源硒處理對(duì)水分脅迫前期（脅迫第4天）葡萄葉片脯氨酸含量的提高沒(méi)有明顯影響；嚴(yán)重水分脅迫下，使葡萄葉片脯氨酸含量平均提高34.0%；整個(gè)水分脅迫期間，使葡萄葉片脯氨酸含量平均比CK提高12.0%～61.6%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，中度水分脅迫以前，T1和CK的脯氨酸含量無(wú)顯著性差異外（P>0.05），其他脅迫水平下各處理脯氨酸含量均顯著高于CK（P<0.05），其中以T3（1.5 mg·L-1）處理的葡萄葉片脯氨酸含量最高。

2.5 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠葡萄幼苗丙二醛（MDA）含量的影響

由圖1可以看出，隨著水分脅迫的進(jìn)行，赤霞珠葡萄幼苗葉片MDA含量逐漸增多。水分脅迫初期（脅迫第4天）和嚴(yán)重水分脅迫下，外源硒處理使MDA含量分別平均比CK降低13.9%和14.7%，整個(gè)水分脅迫期間，不同濃度硒處理使MDA含量平均比CK降低10.1%～14.5%，其中以T2（1.0 mg·L-1）處理的效果最好。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，除中度水分脅迫以外，其他脅迫水平下經(jīng)3種不同濃度硒溶液處理的MDA含量均顯著低于CK（P<0.05）。各處理間，在輕度和重度水分脅迫水平下T2的MDA含量顯著低于T1和T3，但在其他水分脅迫水平下3種不同濃度硒處理間葡萄葉片的MDA含量無(wú)顯著性差異（P>0.05）。

2.6 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠葡萄幼苗葉片保護(hù)酶系酶活性的影響

2.6.1 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片SOD酶活性的影響 由圖2可以看出，隨著水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，赤霞珠葡萄幼苗葉片SOD酶活性整體呈現(xiàn)雙峰曲線變化。3種不同濃度的硒溶液處理使葡萄葉片SOD酶活性在水分脅迫第10天時(shí)第1次達(dá)最高，而CK的SOD酶活性于水分脅迫第7天達(dá)最高，各處理的SOD酶活性均于水分脅迫第13天出現(xiàn)最低值，此后各處理SOD酶活性又逐漸升高，CK與T3的SOD酶活性在水分脅迫第16天時(shí)又出現(xiàn)一峰值，而后降低；T1和T2的SOD酶活性仍出現(xiàn)緩慢升高的趨勢(shì)。水分脅迫初期，外源硒處理對(duì)SOD酶活性表現(xiàn)出一定的抑制效應(yīng)；但在嚴(yán)重水分脅迫下，SOD酶活性比CK平均提高14.1%；整個(gè)水分脅迫期間，不同濃度硒處理使SOD酶活性平均比CK提高1.5%～6.6%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，水分脅迫10天以后，不同濃度的硒處理可增加葡萄葉片SOD酶活性，但整個(gè)水分脅迫期間，只在嚴(yán)重水分脅迫下，經(jīng)不同濃度硒溶液處理的葡萄葉片SOD酶活性才顯著高于CK（P<0.05），并以T2（1.0 mg·L-1）處理的SOD酶活性最高，其他水分脅迫水平下各處理的SOD酶活性與CK相比均未達(dá)顯著性差異。

2.6.2 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片POD酶活性的影響 從圖2中可以看出，隨水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，葡萄葉片POD酶活性整體呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢(shì)，脅迫第13天時(shí)葡萄葉片POD酶活性最大。水分脅迫初期（脅迫第4天）和嚴(yán)重水分脅迫下，外源硒處理使葡萄葉片POD酶活性平均比CK提高66.8%和34.7%；整個(gè)水分脅迫期間，不同濃度硒處理使葉片POD酶活性平均比CK顯著提高46.2%～87.8%（P<0.05），其中以T2（1.0 mg·L-1）處理的效果最顯著。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，在輕度水分脅迫范圍內(nèi)，T1和T2處理間POD酶活性無(wú)顯著性差異（P>0.05），但T1、T2的POD酶活性均顯著高于T3；輕度水分脅迫以后，T1、T3的POD酶活性無(wú)顯著性差異，但T2的酶活性顯著高于T1、T3。

2.6.3 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片CAT酶活性的影響 由圖2可以看出，水分脅迫下葡萄葉片CAT酶活性呈現(xiàn)先增后降的趨勢(shì)。CK的葉片CAT酶活性于脅迫第10天達(dá)最大值，而經(jīng)外源硒處理的葡萄葉片CAT酶活性于脅迫第16天達(dá)最高值。

水分脅迫前期（脅迫第4天）和嚴(yán)重水分脅迫下，外源硒處理使葡萄葉片CAT含量平均比CK提高9.5%和28.7%；整個(gè)水分脅迫期間，不同濃度硒處理使葉片CAT酶活性平均比CK提高18.5%～22.6%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，中度水分脅迫以前，經(jīng)3種不同濃度硒處理的葡萄葉片CAT酶活性高于CK，但無(wú)顯著性差異（P>0.05），不同濃度硒處理間CAT酶活性也無(wú)顯著性差異；在中度水分脅迫以后，各處理的葡萄葉片CAT酶活性均顯著高于CK（P<0.05），其中以T3（1.5 mg·L-1）處理的CAT酶活性最高，在重度水分脅迫階段，T1、T2、T3各處理間CAT酶活性也有顯著性差異，在嚴(yán)重水分脅迫階段，T1、T2處理的CAT酶活性無(wú)顯著性差異，但T3的CAT酶活性顯著高于T1和T2。

2.6.4 硒對(duì)水分脅迫下赤霞珠幼苗葉片GSH-Px酶活性的影響由圖2可以看出，水分脅迫下葡萄幼苗葉片GSH-Px酶活性呈雙峰曲線變化。葡萄葉片GSH-Px酶分別于水分脅迫第7天、第16天酶活性達(dá)到峰值，在水分脅迫第13天酶活性達(dá)到最低值。

水分脅迫前期（脅迫第4天），外源硒對(duì)葡萄葉片GSH-Px酶活性沒(méi)有顯著影響；但在嚴(yán)重水分脅迫下，外源硒處理使葡萄葉片GSH-Px酶活性平均比CK提高40.0%，整個(gè)水分脅迫期間，GSH-Px酶活性平均比CK提高14.5%～34.9%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，水分脅迫第4天除外，其余水分脅迫條件下，各處理的GSH-Px酶活性均顯著（P<0.05）高于CK，其中以T2（1.0 mg·L-1）處理的效果最好。3種不同濃度的硒溶液處理間葡萄葉片GSH-Px酶活性也有顯著性差異（P<0.05）。

3討 論

水分脅迫能使植物葉片葉綠素含量降低，且隨水分脅迫程度的加深而逐漸降低，這一結(jié)論在大量的研究中都有過(guò)報(bào)道[24-25]，本試驗(yàn)也得到相同的研究結(jié)果。且本研究還表明，葡萄葉面噴施一定濃度的亞硒酸鈉能緩解葉綠素含量的下降。這可能與一定濃度的硒可以促進(jìn)葉綠素的合成有關(guān)[3]。在硒的生理濃度范圍內(nèi)，硒可以促進(jìn)植物對(duì)P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Mo等元素的吸收[26]。而N和Mg是葉綠素的組成成分，F(xiàn)e、Mn、Zn、 Cu 等參與葉綠素的生物合成。因此，硒可能通過(guò)促進(jìn)葡萄葉片對(duì)葉綠素合成相關(guān)礦質(zhì)元素的吸收來(lái)提高葉綠素的的合成水平，但水分脅迫下硒對(duì)葡萄吸收這些礦質(zhì)元素的影響還需進(jìn)一步研究。

水分脅迫下植物細(xì)胞內(nèi)正常的代謝活動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，使之趨向積累一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，通過(guò)滲透調(diào)節(jié)來(lái)維持細(xì)胞膨壓對(duì)某些生理功能的調(diào)控作用[27]，緩解干旱對(duì)植物造成的傷害。可溶性糖和脯氨酸都是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著水分脅迫程度的加重，赤霞珠葡萄幼苗葉片可溶性糖含量先增后減，脯氨酸含量一直增加，這與前人在其他作物與果樹(shù)上的研究結(jié)果基本一致。且本試驗(yàn)中適量外源硒還能夠促進(jìn)赤霞珠幼苗葉片可溶性糖和脯氨酸的積累。有其他研究表明鹽脅迫下施用適量外源硒，也有利于生菜中可溶性糖和脯氨酸的積累[16]。這就初步表明，逆境條件下施用適宜濃度的硒，能夠促進(jìn)植物體內(nèi)可溶性糖和脯氨酸的積累，通過(guò)滲透調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)逆境條件。這可能與硒能夠影響植物體內(nèi)碳水化合物的代謝有關(guān)。許云等[28]研究硒對(duì)小麥幼苗糖代謝的影響，結(jié)果表明，隨著硒濃度的增加小麥體內(nèi)可溶性糖含量顯著增加。但硒與糖代謝之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。目前認(rèn)為，硒至少以兩種方式參與蛋白質(zhì)的代謝，一種是無(wú)機(jī)硒進(jìn)入植物體后很快轉(zhuǎn)化為Se-Cys、Se-Met等多種氨基酸，以原料形式直接參與蛋白質(zhì)的合成；另一種是硒作為tRNA的組成成分，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸以合成蛋白質(zhì)[29]。硒能促進(jìn)水分脅迫下葡萄葉片脯氨酸的合成，可能是因?yàn)槲绊懥似咸洋w內(nèi)正常的氮代謝，進(jìn)一步調(diào)節(jié)水分脅迫下葡萄葉片中脯氨酸的含量。

在正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除處于動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)植物體處于逆境脅迫時(shí)，這種平衡就被破壞，導(dǎo)致 等自由基大量積累，自由基啟動(dòng)膜脂過(guò)氧化作用，使膜內(nèi)脂雙分子層中含有的不飽和脂肪酸鏈降解，從而破壞了細(xì)胞膜的完整性，使過(guò)氧化產(chǎn)物MDA積累，電解質(zhì)外滲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡[30-31]。SOD 、POD、CAT、GSH-Px是植物體內(nèi)活性氧自由基清除系統(tǒng)的保護(hù)酶，它們協(xié)同作用可以防御活性氧或其他過(guò)氧化自由基對(duì)細(xì)胞膜造成的傷害，抑制膜脂過(guò)氧化，減輕逆境脅迫對(duì)植物細(xì)胞造成的傷害[31]。

多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道硒在植物體內(nèi)具有抗氧化作用，硒的抗氧化作用是通過(guò)GSH-Px實(shí)現(xiàn)的。硒能誘導(dǎo)GSH-Px酶活性的提高，可能是作為GSH-Px的輔助因子，啟動(dòng)了與該酶合成有關(guān)的特異基因，通過(guò)蛋白酶表達(dá)量的增加和酶活性提高，加強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)H2O2及其他過(guò)氧化物的清除效果[31-32]。同時(shí)，硒還可以通過(guò)調(diào)節(jié)GSH-Px酶活性的變化影響植株體內(nèi)整個(gè)保護(hù)酶系統(tǒng)[15]，以緩解膜脂過(guò)氧化作用，增強(qiáng)植物抗逆性。本試驗(yàn)的結(jié)果表明，水分脅迫下，一定濃度的硒均可以促進(jìn)SOD、POD、CAT、GSH-Px酶活性提高。這與前人在小麥、水稻、絲瓜、大白菜、黃瓜和生菜上的研究結(jié)果一致。在本試驗(yàn)中，對(duì)葡萄幼苗葉片噴施外源硒，對(duì)POD酶活性的影響最大，對(duì)CAT酶活性的影響主要體現(xiàn)在重度水分脅迫以后，SOD和GSH-Px酶活性的變化趨勢(shì)基本一致；并且在中度水分脅迫下SOD和GSH-Px酶活性有下降趨勢(shì)時(shí)，POD酶活性卻逐漸上升，這就充分說(shuō)明葡萄在遭受水分脅迫時(shí)，植株體內(nèi)自身的保護(hù)酶系酶活性高低可以相互調(diào)節(jié)，來(lái)抵御膜脂過(guò)氧化對(duì)細(xì)胞造成的傷害，且它們的活性會(huì)受到硒濃度的調(diào)節(jié)。本試驗(yàn)中水分脅迫下硒將葡萄植株體內(nèi)清除活性氧自由基的抗氧化酶活性相應(yīng)的提高以后，也就間接的抑制了過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的含量，這與前人在水稻[33]、生菜[16]等的研究結(jié)果一致。但是，硒對(duì)逆境脅迫下的植物體發(fā)揮的抗氧化作用也受到其作用濃度的影響，高濃度硒又會(huì)使自由基的生成量增加， 促進(jìn)過(guò)氧化作用[14]。因此，在對(duì)不同的植物施用硒肥時(shí)要考慮有效的濃度范圍。

水分脅迫下，外源硒對(duì)赤霞珠葡萄幼苗抗旱性的影響主要通過(guò)以上抗旱指標(biāo)來(lái)間接反應(yīng)，而對(duì)植物抗旱性的直接影響可能是植物吸收的微量元素硒參與了植物體內(nèi)的代謝活動(dòng)，具體的作用機(jī)制還在當(dāng)前的研究之中。

4 結(jié) 論

水分脅迫條件下，葡萄葉面噴施適宜濃度的外源硒能夠緩解葡萄葉片葉綠素降解，同時(shí)促進(jìn)游離脯氨酸和可溶性糖的積累，通過(guò)滲透調(diào)節(jié)使葡萄更好地適應(yīng)干旱環(huán)境。另外，外源硒還能夠促進(jìn)葡萄體內(nèi)抗氧化酶（SOD、POD、CAT、GSH-Px）活性提高，間接降低膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的生成。綜合分析認(rèn)為，在本試驗(yàn)條件下對(duì)葡萄葉面噴施1.0 mg·L-1的亞硒酸鈉溶液，緩解水分脅迫對(duì)葡萄抗旱生理代謝帶來(lái)的影響效果較佳。

參考文獻(xiàn) References:

[1] WANG LI-xia. Research progress on physiological function and mechanism of selenium for plants[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences， 2010，38（1）: 31-32，47.

王麗霞. 硒元素的植物生理作用及生理機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010，38（1）: 31-32，47.

[2] SORS T G， ELLIS D E，SALT D E. Selenium uptake， translocation， assimilation and metabolic fate in plants[J]. Photosynthesis Research， 2005， 86: 373-389.

[3] LI Chun-xia， CAO Hui. The research overview of the nutrition characteristics， absorption and transformation of the plant selenium[J]. Journal of Agricultural Sciences， 2006，27（4）: 72-75.

李春霞， 曹慧. 植物硒的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)及吸收轉(zhuǎn)化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2006，27（4）: 72-75.

[4] YU Fei-yan ， KOU Tai-ji， ZHANG Lian-he， MIAO Yan-fang. Research progress of Se on plant phsiological function[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences， 2008，36（26）: 11202-11204.

郁飛燕， 寇太記， 張聯(lián)合， 苗艷芳. 硒對(duì)植物生理功能影響的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（26）: 11202-11204.

[5] QU Lan-zhu， YANG Song-jie. Preliminary discussion on the effects of microelement selenium[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2010，26（7）: 94-97.

屈蘭竺，楊松杰. 微量必需元素硒的作用探析[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2010，26（7）: 94-97.

[6] SMIMOFF N．The role of active oxygen in response of plants to water deficit and desiccation[J]． New Phytol， 1993， 125: 27-58．

[7] ZHAO Ya-jing， WENG Bo-qi，WANG Yi-xiang，XU Guo-zhong. Plant physio-ecological responses to drought stress and its research progress[J]. Fujian Science and Technology of Rice and Wheat， 2009，27（2）: 45-50.

趙雅靜， 翁伯琦，王義祥，徐國(guó)忠. 植物對(duì)干旱脅迫的生理生態(tài)響應(yīng)及其研究進(jìn)展[J]. 福建稻麥科， 2009，27（2）: 45-50.

[8] DJANAGUIRAMAN M， DURGA DEVI D. Selenium-an antioxidative protectant in soybean during senescence[J]. Plant and Soil，2005， 272: 77-86.

[9] CHAVES M M， ZARROUK O. Grapevine under deficit irrigation: hints from physiological and molecular data[J]. Annals of Botany， 2010， 105: 661-676.

[10] QI Wei， TAN Hao. Photosynthetic characters and fluorescence parameters of different grape stocks under water stress[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 2006， 17（5）: 835-838.

綦偉，譚浩. 干旱脅迫對(duì)不同葡萄砧木光和特性和熒光參數(shù)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2006，17（5）: 835-838.

[11] FILEK M， GZYL-MALCHER B. Effect of selenium on characteristics of rape chloroplasts modified by cadmium[J]. Journal of Plant Physiology，2010，167 : 28-33.

[12] HE P P， LV X Z， WANG G Y. Effects of Se and Zn supplementation on the antagonism against Pb and Cd in vegetables[J]. Environment International， 2004， 30: 167-172.

[13] ZHANG Hai-ying，HAN Tao，TIAN Lei，WANG You-nian. Effects of cadmium and lead accumulation in strawberry growing period by spraying Se-fertilizer to leaves[J]. Acta Horticulturae Sinica， 2011， 38（3）: 409-416.

張海英， 韓 濤，田 磊，王有年. 草莓葉面施硒對(duì)其重金屬鎘和鉛積累的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào)， 2011，38（3）: 409-416.

[14] WU Yong-yao， LU Xiang-yang， PENG Zhen-kun， LUO Ze-min. Effect of Se on physiological and biochemical characters of paddy rice[J]. Scientia Agricultura Sinica， 2000， 33（1）: 100-103.

吳永堯， 盧向陽(yáng)， 彭振坤， 羅澤民. 硒在水稻中的生理生化作用探討[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2000， 33（1）: 100 -103.

[15] SHANG Qing-mao， CHEN Shu-fang， ZHANG Zhi-gang. Regulation of selenium on antioxidative enzymes activity in pepper leaves under high temperature stress[J]. Acta Horticulturae Sinica，2005， 32（1）: 35-38.

尚慶茂，陳淑芳，張志剛. 硒對(duì)高溫脅迫下辣椒葉片抗氧化酶活性的調(diào)節(jié)作用[J]. 園藝學(xué)報(bào)， 2005， 32（1）: 35-38.

[16] YANG Xiao-hui. Effect of selenium on growth and physiological metabolism of romaine lettuce （Lactuca sativa var. capitata L.） under salt stress[D]. Taian: Shandong Agricultural University，2006.

楊曉慧. 鹽脅迫下硒對(duì)白菜生長(zhǎng)及生理代謝的影響[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2006.

[17] HE Wei-jun. The effect of water stress on physiological biochemistry indexes of wine grape cultivar Pinot Noir[D]. Yangling: Northwest A F University， 2008.

何衛(wèi)軍. 水分脅迫對(duì)釀酒葡萄黑比諾幼苗生理生化特性的影響[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2008.

[18] XU Xiu-hua.. Soil and fertilizer[M]. Beijing： Chinese Agricultural University Press， 2007.

徐秀華. 土壤肥料[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[19] ZHANG Hai-ying，HAN Tao，TIAN Lei，WANG You-nian，JIA Hai-jing. Accumulation of Se in peach， jujube and strawberry after spraying Sefertilizer on leaves[J]. Journal of Fruit Science， 2010， 27（5）: 802-806.

張海英，韓濤，田磊，王有年，賈海靜. 桃、棗和草莓對(duì)硒的吸收及富集特性研究[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào)， 2010， 27（5）: 802-806.

[20] GAO Jun-feng. Plant physiology experimental technique[M]. Xi’an: World Publishing Corporation， 2006.

高俊鳳. 植物生理學(xué)試驗(yàn)技術(shù)[M]. 西安: 世界圖書出版社，2006.

[21] LEI Yu-juan. The influence of silicon on cabernet sauvignon seedling under salt stress[D]. Yangling: Northwest A F University， 2008.

雷玉娟. 外源硅對(duì)鹽脅迫下赤霞珠葡萄幼苗的影響[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2008.

[22] CAO Jian-kang， JIANG Wei-bo， ZHAO Yu-mei. Experiment guidance of postharvest physiology and biochemistry of fruit and vegetables[M]. Beijing: China Light Industry Press， 2007: 101-103.

曹健康，姜微波，趙玉梅. 果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2007: 101-103.

[23] HUANG Ai-ying， WU Zhen-ling. Determination of glutathione peroxidase in rice seedlings[J]. Journal of Southwest Agricultural University， 1999，21（4）: 324-327.

黃愛(ài)纓， 吳珍齡. 水稻谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的測(cè)定法[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999，21（4）: 324-327.

[24] LIU Yuan-yuan， ZHOU Guang-zhu. Study on drought resistance of thress shrub tree species[J]. Northern Horticulture， 2011（8）: 88-90.

劉媛媛，周廣柱. 干旱脅迫條件下三種灌木抗旱特性研究[J]. 北方園藝，2011（8）: 88-90.

[25] LIU Shi-qiu， ZHANG Zhen-wen， XI Zhu-mei， SONG Qian. Effects of drought stress on photosynthetic properties of grapevine[J]. Agricultural Research in the Arid Areas， 2008（5）: 169-171.

劉世秋，張振文，惠竹梅，宋倩. 干旱脅迫對(duì)釀酒葡萄赤霞珠光合特性的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008（5）: 169-171.

[26] LI Deng-chao. Effect of selenium on growth， nutrient absorption and antioxidase activity of spinach and pakchoi[D]. Hangzhou: Zhejiang University，2002.

李登超. 硒對(duì)菠菜、小白菜生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收及抗氧化酶活性的影響[D]. 杭州: 浙江大學(xué)，2002.

[27] SUN Xian-zhi， ZHENG Cheng-shu， WANG Xiu-feng. Advances of drought tolerant mechanism in woody plant[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica， 2007， 27（3）: 0629－0634.

孫憲芝， 鄭成淑， 王秀峰. 木本植物抗旱機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 2007， 27（3）: 0629-0634.

[28] XU Yun， LIU Jun-hua， WANG Zi-jian，PEN An. Effect of selenium and fulvic acid on the sugar metabolism in wheat seeding[J]. Acta Scient Iae Circumstant Iae， 1998， 18（4）: 401-405.

許云，劉俊華，王子健，彭安. 硒和環(huán)境中富里酸對(duì)小麥幼苗糖代謝的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 1998， 18（4）:401-405.

[29] DU Yu-xiao， LI Ya-nan， CHEN Da-qing. Progress in selenium metabolism and accumulation and key enzymes in plants[J]. Journal of Tropical and Subtropical Botany， 2007，15（3）: 269-276.

杜玉瀟， 李亞男， 陳大清. 植物硒代謝積累及相關(guān)酶的研究進(jìn)展[J]. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào)， 2007，15（3）: 269-276.

[30] STEINBRENNE H，SIES H. Protection against reactive oxygen species by selenoproteins[J]. Biochimica et Biophysica Acta，2009，1790:1478 -1485.

[31] LIMON-PACHECO J， GONSEBATT M. The role of antioxidants and antioxidant-related enzymes in protective responses to environmentally induced oxidative stress[J]. Mutation Research ，2009，674: 137 -147.

[32] SHANG Qing-mao， LI Ping-lan. The physiological effect of Se on high plants[J]. Plant Physiology Communications，1998，34（4）: 284 -287.

尚慶茂，李平蘭. 硒在高等植物中的生理作用[J]. 植物生理學(xué)通訊，1998，34（4）: 284-287.

[33] ZHOU Da-zhai， ZHU Yu-chang， TANG Qiao-yu， ZHENG Xiao-jiang， WANG Bin-bo. Effects of Se on some physiological characteristics in leaves of rice seedling under Pb stress[J]. Hubei Agricultural Sciences， 2009， 48（3）: 573-575.

周大寨，朱玉昌，唐巧玉， 鄭小江， 汪彬波. 硒對(duì)鉛脅迫下水稻幼苗部分生理特性的影響[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009， 48（3）: 573-575.