探析干旱脅迫對青藏高原4種灌木生理指標的影響

張芯

摘 要：青藏高原的造林綠化一直是我國生態環境建設中非常重要的一部分，我國為此項工程的建設作出了非常大的努力。以江孜沙棘、錦雞兒、砂生槐和唐古特蕕4種青藏高原樹種為試驗材料進行干旱脅迫模擬栽種試驗。通過對比干旱脅迫后4種灌木葉片中各種生理指標的變化，對所選樹種的抗旱能力進行分析和客觀評價，為青藏高原地區的發展貢獻一份力量，并篩選品種優良的耐寒灌木，為高原地區進行綠化和造林工作提供良好的條件。

關鍵詞：干旱脅迫；青藏高原；灌木；生理指標

中圖分類號：S718.556 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0159-02

植物對干旱的脅迫抗性是在長期受到干旱的狀態下，水分因子缺失后，對自身的自然選擇和遺傳、變異等先天條件進行調節而形成的長期抗性。這種脅迫抗性與植物的內部結構、自身生長狀況和生長環境有著緊密的關系。青藏高原特殊的地理條件決定了在這片地域上生存的植物具有很強的干旱脅迫性，選擇在高原環境下能夠長期生存的耐旱植物具有重要的意義。

1 試驗選材與研究

1.1 試驗選材

在試驗中，試驗材料的選擇是很重要的一個環節。經過前期宋維秀等人以3種經濟灌木為試驗材料，測定這3種灌木的葉綠素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量等各項抗旱指標，比較、分析它們的抗旱性。通過對灌木、喬木的有關水分脅迫性生理評價進行研究，證明丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、脯氨酸、可溶性蛋白質是評價某種植物高原抗逆性的重要生理指標。本文選材主要是從高原的原生灌木物種出發，選擇江孜沙棘、錦雞兒、砂生槐、唐古特蕕4種優良品種進行試驗。

1.2 試驗研究

對精選的4種植物苗木進行精良的管理，首先是澆水的日常管理。選定特定日期對試驗苗木進行澆水，一次性澆透。在綜合評價后，選擇長勢良好、生長情況差距較小的苗木各30棵。對每種植物的試苗進行分組，并且進行取樣。隨著干旱程度的加深，對分組的試驗苗木進行分組抽樣，用來測定丙二醛、超氧化物歧化酶、過氧化物酶、脯氨酸、可溶性蛋白質的含量。一般干旱程度分為以下幾種：土壤含水量在80%以上，屬于正常情況；土壤含水量在50%～70%，屬于輕度干旱；土壤含水量30%～50%，屬于中度干旱；土壤含水量低于30%，屬于重度干旱。

2 干旱脅迫對試驗苗木生理指標的影響

2.1 對苗木丙二醛含量的影響

丙二醛的累計是反映細胞膜脂過氧化和質膜破壞的重要指標之一，同時也是鑒定植物抗旱能力強弱的重要指標。在干旱程度和干旱脅迫度相同的情況下，丙二醛含量增幅小的植物耐旱性較強，而丙二醛含量增幅大的植物耐旱性則較弱。本次試驗中，在達到重度干旱情況下，且在正常水分條件下，唐古特蕕丙二醛含量最少，增幅也是所有試驗苗木中最小的，表現出最強的抗旱能力。其次是錦雞兒和江孜沙棘，最后是砂生槐。砂生槐的丙二醛峰值和增幅都是最大的，說明它的抗旱能力最差，對干旱的適應性也是最差的。

2.2 對苗木超氧化物歧化酶活性的影響

隨著干旱時間的延長，植物體內代謝在重度干旱的脅迫下開始趨于紊亂，從而抑制了試驗苗木基因的表達。超氧化物歧化酶在中度干旱脅迫下，呈現急劇上升的狀態，而隨著水分的缺失加重，超氧化物歧化酶活性呈現下降的狀態。在本次試驗中，當遭受到嚴重的干旱脅迫時，唐古特蕕和錦雞兒能夠迅速適應干旱環境，體內的超氧化物歧化酶活性增強，表現出較強的適應干旱能力和自我調節能力。而江孜沙棘和砂生槐在干旱初期，超氧化物歧化酶活性快速上升，隨著干旱程度的加深，超氧化物歧化酶峰值又迅速下降，說明了其抗旱能力較弱。

2.3 對苗木過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶是細胞膜保護酶系統中非常重要的一部分。超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶（CAT）聯合可以防止超氧化自由基對細胞膜系統的重大傷害，提高植物的抗旱能力。干旱會直接誘導過氧化物酶活性升高。在試驗的4種苗木中，唐古特蕕的過氧化物酶活性增長緩慢，隨著干旱程度的增加，過氧化物酶在不斷增加，但酶活性一直維持在較低的水平。錦雞兒和江孜沙棘過氧化物酶增幅是最大的，表現出較強的抗旱能力。而在整個過程中，砂生槐過氧化物酶的變化最小，也證明了其抗旱適應能力較弱。

2.4 對苗木脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為植物體內對干旱脅迫反應敏感的一種重要滲透調節物質，在很多試驗中都被作為抗旱測試的重要指標。脯氨酸的含量與植物的抗旱能力成正比。在本次試驗中，當干旱程度不斷加深時，每個試驗苗木的脯氨酸均呈現逐步增加的趨勢。在達到重度干旱的情況下，唐古特蕕的脯氨酸含量最高，遠遠超過其他3種苗木，這進一步說明唐古特蕕具有較強的抗旱能力。

2.5 對苗木可溶性蛋白質含量的影響

在干旱條件下，植物會產生多種維持植物細胞較低滲透的物質，這些物質中包括可溶性蛋白質，它主要用來抵抗水分脅迫傷害。抗旱性越強的植物在干旱脅迫條件下可溶性蛋白質含量越高。在本次試驗中，唐古特蕕在正常水分條件下，其可溶性蛋白質含量最低，干旱脅迫遠遠超過其他3種苗木，表現出較好的調節能力和較強的抗旱能力。

3 結束語

本文以江孜沙棘、錦雞兒、砂生槐和唐古特蕕4種青藏高原灌木樹種為試驗對象對其干旱脅迫性進行了試驗。在本次試驗中，通過記錄、比較這4種高原灌木樹種的生理變化指標，對灌木樹種的干旱脅迫性、生態適應性有了更加系統的研究，為青藏高原干旱地區灌木樹種的選擇提供了基礎數據和依據，也為青藏高原的造林綠化工作作出了重大貢獻。

參考文獻

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[3]梁坤倫，姜文清，周志宇，等.青藏高原紫穗奎主要形態特征變異分析[J].生態學報，2012（01）.

〔編輯：劉曉芳〕endprint