干旱脅迫對毛白楊幼苗的生理影響

摘要：以毛白楊為試驗材料，研究模擬干旱脅迫對其葉片相對含水量(RWC)、POD活性、脯氨酸含量的影響。結(jié)果表明：在模擬干旱脅迫條件下，葉片相對含水量較對照組均出現(xiàn)了不同程度的下降，其中模擬干旱脅迫最嚴重的試驗組（PEG-6000濃度為30%）葉片相對含水量下降最為明顯；葉片POD的活性較對照組均出現(xiàn)了上升，其中中度干旱脅迫（PEG-6000濃度為20%）的POD活性上升最為顯著；脯氨酸的含量較對照組出現(xiàn)了不同程度的上升，并且模擬干旱脅迫越嚴重，脯氨酸含量上升的越顯著。

關(guān)鍵詞：干旱脅迫；葉片相對含水量；脯氨酸

中圖分類號：S792.117 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.03.006

Effect of Drought Stress on Physiological Index of Populus tomentosa Carr

SU Jun1，YAO Yan-tao2

(1.Forestry Station ，Taigu Forestry Bureau of Shanxi Province ，Taigu， Shanxi 030800， China;2. Forestry Institute ，Shanxi Agricultural University ，Taigu，Shanxi 030801，China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: The impact of drought stress on RWC，POD and Pro were studied taking Populus tomentosa Carr as experimental material.The results showed that RWC declined in the experimental group， by the most serious drought stress， RWC decreased obviously; POD activity increased， in the experimental group， by the moderate drought stress，POD decreased obviously; The more serious drought stress， the higher of Pro content.

Key words: drought stress ;RWC; Pro

楊樹在中國的分布很廣，從新疆到東部沿海，北起黑龍江、內(nèi)蒙古，南至長江流域都有分布。尤其近10年來，中國楊樹造林面積不斷擴大，已成為世界上楊樹人工林面積最大的國家。楊樹是中國著名的傳統(tǒng)樹種之一，在華北地區(qū)更有著重要的位置，目前，關(guān)于楊樹的繁殖培育生理習性的研究已經(jīng)非常成熟，關(guān)于楊樹抗旱性的研究也有了很多的探索[1-4]，本試驗著重研究毛白楊幼苗在干旱脅迫條件下葉片的生理指標的變化，以探索干旱脅迫對毛白楊生長發(fā)育的影響。

1 材料和方法

1.1材料

試驗材料為1年生的長勢相同的楊樹幼苗，洗凈后置于培養(yǎng)液中。模擬自然光控制光照。培養(yǎng)10 d后進行試驗。

1.2 方法

1.2.1 試驗處理取在培養(yǎng)液中培養(yǎng)10 d的1年生苗分別置于附加PEG-6000濃度為10%，20％，30％的培養(yǎng)液中模擬干旱脅迫處理48 h，采集新鮮葉片進行相關(guān)指標的測定，重復(fù)4次。對照不加PEG-6000，其它培養(yǎng)條件相同（PEG可通過影響植物根系吸水而起到模擬干旱的效果）[5]。

1.2.2 生理生化指標測定葉片相對含水量參考張志良[6]的方法測定；過氧化物酶（POD）活性測定采用采用愈創(chuàng)木酚法，脯氨酸（Pro）的測定采用酸性茚三酮法。

2結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對毛白楊葉片相對含水量的影響

葉片含水量反映了植物體賴以生存的水分狀況[7]。由圖1可知，對葉片進行不同程度的模擬干旱脅迫處理，在48 h中，葉片的相對含水量變化呈現(xiàn)出不同的規(guī)律。對照組（沒有進行干旱脅迫處理）的葉片相對含水量較為穩(wěn)定，由設(shè)定的5個時間監(jiān)測點的數(shù)據(jù)可知，葉片的相對含水量平均值為82.8%，且整個過程含水量沒有大的起伏。在其余3組中，葉片相對含水量在48 h中均出現(xiàn)了持續(xù)下降的趨勢。其中，下降趨勢最為明顯的是PEG-6000濃度為30%的試驗組，其次為PEG-6000濃度為20%的試驗組，下降最不明顯的為PEG-6000濃度為10%的試驗組。可見，隨著干旱程度的加劇，細胞失水狀況明顯，對毛白楊幼苗的生長發(fā)育有著一定程度的影響。

2.2 模擬干旱脅迫對毛白楊葉片中POD活性的影響

由圖2可知，空白對照組的POD的活性較為穩(wěn)定，但3種干旱脅迫條件下，葉片的POD活性較之對照組均出現(xiàn)了明顯的上升。其中，PEG-6000濃度為20%的試驗組上升的最為明顯。這表明，干旱脅迫下楊樹幼苗清除過氧化氫的能力顯著提高。POD是毛白楊體內(nèi)有效的活性氧自由基清除系統(tǒng)，它能催化過氧化氫氧化酚類的反應(yīng)，在毛白楊幼苗呼吸代謝中起到重要作用。因此，POD活性是反映毛白楊抗氧化能力的指標之一。

2.3 模擬干旱脅迫對毛白楊葉片Pro含量的影響

由圖3可知，空白對照組在48 h中，Pro含量基本變化不大，但3種模擬干旱脅迫下，葉片內(nèi)的Pro含量均出現(xiàn)了顯著的上升。干旱脅迫下，植物體內(nèi)Pro大量積累已有許多報道。Pro是植物高蛋白組分之一，以游離狀態(tài)存在于植物體中，是一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，干旱條件下大量積累。因此，Pro含量的增加可間接說明植物受到了干旱脅迫的影響。

3討 論

葉片相對含水量則反映了植物體內(nèi)賴以生存的水分狀況[8]，隨著高溫脅迫程度的加劇，毛白楊幼苗細胞膜脂過氧化程度和破壞程度增加，同時細胞失水也越來越嚴重。相對較高的葉片含水量可以有效地保持葉綠體結(jié)構(gòu)和PSⅡ功能，使植物進行有效光合作用。試驗發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫對毛白楊幼苗葉片相對含水量的影響明顯，說明干旱可影響毛白楊葉片的活性。POD是重要的活性氧去除物質(zhì)，POD的增加說明干旱脅迫下葉片內(nèi)出現(xiàn)了過氧化氫的大量積累。

Pro存在于原生質(zhì)中，它是由谷氨酸通過吡咯啉-5-羧酸形成的，它在抗逆中的主要作用有兩點：一是作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)保持原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡防止水分散失；二是與蛋白質(zhì)相互作用增加蛋白質(zhì)的可溶性和減少可溶性蛋白的沉淀，增強蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)間的水合作用，從而保持細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性[7]。此外，Rashmi等指出，干旱脅迫下Pro還可以保護細胞質(zhì)內(nèi)許多酶免受傷害，這種植物通過Pro鈍化一定程度的酶的方式是一種很有效的自我保護機制。但也有人認為干旱脅迫下一些植物細胞內(nèi)Pro的累積并不是一種積極有效的適應(yīng)機制，而是干旱脅迫造成傷害的結(jié)果[8]。造成的這種差異可能與植物種類或脅迫程度有關(guān)[9]。

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