干旱脅迫對葡萄生化指標的影響及抗旱性分析

王 勇，郭平峰，李玉玲，伍國紅，駱強偉，孫 鋒

（新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200）

我國土地面積多半位于干旱、半干旱地區，而該地區葡萄的種植面積較大，目前主要通過發展節水灌溉擴大灌水區域、合理施肥增強植株抗旱能力等措施來解決干旱問題，但這些措施只能使己有的葡萄栽培品種最大限度表現出其應有品質，如果品種本身抗旱性較差，就會影響葡萄的產量及品質。因此，選用和培育抗旱性較強的葡萄品種，是充分利用旱區土地減少干旱損失的有效途徑。本文通過干旱脅迫處理，測定抗旱生化指標變化，利用數學函數綜合評價干旱區6個栽培品種（系）的抗旱性并分析各指標與抗旱性的相關度，為旱區葡萄栽培品種選擇及中抗旱品種選育和抗旱性遺傳規律研究奠定一定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料

‘無核白’（Thompson Seedless）、‘溫宿紅葡萄’（Wen Suhong）、‘新郁’（Xinyu）、‘無核白雞心’（Centennial Seedless）、‘ 弗 雷 無 核 ’（Flame Seedless）、‘SP522’（Rizamat×Christmas Rose）等 6個品種（系）的1a生植株。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗處理

2013年3月中旬在高20cm、口徑30cm的花盆中定植1a生試材，每盆1株，每盆裝溫室土并施適量羊糞共計8kg。

2013年7月中旬進行干旱脅迫處理，每個品種選擇長勢較一致的植株9株，即9個重復。開始脅迫前澆足水。處理設為自然干旱0、5、10、15d等4個處理水平。

1.2.2 指標測定方法

丙二醛（malondiadehyde，MDA）含量采用硫代巴比妥酸法[1]測定，超氧化物歧化酶（superoxide dis-mutase，SOD）酶活性采用氮藍四唑法[1]測定，過氧化物酶（peroxide enzyme，POD）酶活性采用愈創木酚比色法[1]測定，脯氨酸（proline，Pro）含量測定茚酸酮比色法測定[1]，葉綠素（chlorophyll，Chl）含量采用 95%丙酮-乙醇混合液（2∶1）浸提法[2]測定。

1.2.3 數據處理

測定的數據采用Microsoft excel 2003進行簡單分析處理并作圖，利用模糊數學中求隸屬函數的方法[3]進行抗旱性綜合評價。

2 結果與分析

2.1 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片丙二醛含量的變化

MDA是膜脂過氧化的最終分解產物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度，越嚴重，說明其抗旱性越弱。圖1表明：在處理2時（5d）無核白、新郁、無核白雞心、SP522、溫宿紅葡萄、火焰無核葉片組織的丙二醛（MDA）含量表現為稍微增加。隨著脅迫的加強，在處理3時（10d），溫宿紅葡萄、無核白、新郁及無核白雞心增加的幅度不大，而火焰無核和SP522增加的較大。在處理4時（15d），均表現出大幅度增加，其順序為火焰無核>無核白雞心>SP522>新郁>無核白>溫宿紅葡萄。結果表明：6個葡萄品種中溫宿紅葡萄抗旱性最強，無核白和新郁次之，火焰無核和SP522弱。無核白雞心在一定干旱脅迫范圍內具有抗旱性。

圖1 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片丙二醛含量的變化情況

2.2 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片酶活性的變化情況

超氧化物歧化酶是植物細胞內主要的保護酶。酶活性越高，消除自由基及活性氧的能力越強，植物的抗逆性也越強。實驗測定結果表明（如圖2）：6個品種的SOD酶活性從處理1到處理3均呈現增強趨勢，從處理2到處理3變化幅度較處理1到處理2變化的大。從處理3到處理4，新郁和溫宿紅葡萄的SOD酶活性仍呈現增強趨勢，其它4個呈現下降趨勢。

圖2 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片SOD酶活性的變化情況

2.3 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種植株葉片POD酶活性的變化情況

過氧化物酶是植物細胞內的另一種重要的保護酶，酶活性越高，消除自由基及活性氧的能力越強，植物的抗逆性也越強。實驗測定結果表明（如圖3），6個葡萄品種的POD酶活性從處理1到處理3均呈現增強趨勢，其中新郁、無核白、無核白雞心的增幅較小，SP522從處理1到處理2的增幅較小，而從處理2到處理3的增幅最大。火焰無核和溫宿紅葡萄介于之間。從處理3到處理4，火焰無核和SP522呈現下降趨勢，其中火焰無核下降的幅度較大，其它4個仍呈現上升趨勢，溫宿紅葡萄上升幅度最大，其它依次為新郁>無核白>無核白雞心。

圖3 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片POD酶活性的變化情況

2.4 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片葉綠素的變化

葉綠素是植物把無機碳、氮轉變成有機碳、氮的重要介質，是反映植物光合能力及營養水平的重要指標之一。實驗測定結果表明（如圖4）：隨著處理水平的不斷加重，葉綠素的含量呈現降低趨勢。這表明，在干旱脅迫下，所有材料葉綠素合成均受阻。其中，從處理1到處理2，6個葡萄品種葉片葉綠素含量變化不大，新郁和無核白雞心呈現稍微降低，其它4個呈現稍微升高，均可忽略。但6個品種的葉綠素含量卻存在較大差異，其中火焰無核最大，溫宿紅葡萄最小，這可能與葉片的層次構成有關。從處理2到處理3，溫宿紅葡萄下降趨勢較小，其它5個較大。從處理3到處理4，6個品種下降趨勢均較大，但含量存在差異，從大到小依次為溫宿紅葡萄、無核白、新郁、SP522、無核白雞心和火焰無核。

圖4 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片葉綠素總含量的變化情況

2.5 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片脯氨酸的變化

脯氨酸是一種重要滲透調節物質，在植物受脅迫時，起到穩定生物大分子的結構和功能的作用。當植株遭受干旱脅迫時，脯氨酸會大幅度增加，但若脅迫程度過高，植株將喪失該功能。實驗測定結果表明（如圖5），隨著干旱脅迫的加大，6個葡萄品種的脯氨酸變化差異較大，火焰無核、溫宿紅葡萄和SP522從處理1到處理2表現含量迅速增多，從處理2到處理3表現迅速減少，其中前兩者的幅度遠大于SP522的。新郁和無核白的增幅較小，而無核白雞心始終呈現減小趨勢。從處理3到處理4除無核白雞心沒變化外，其它均呈現減少趨勢。可見，在不同干旱脅迫下，6個品種的脯氨酸含量變化與其它指標相比，差異較大。

圖5 不同水平干旱脅迫下6個葡萄品種葉片脯氨酸含量的變化情況

2.6 15d自然干旱脅迫下6個葡萄品種抗旱性綜合分析

綜合5個指標的測定結果可見（表1），不同品種的抗旱性存在較大差異，而且不同指標反應的品種之間的抗旱性也存在一定差異。因此，需要采用綜合方法來定量評價它們的抗旱性，使對其的評價更具真實性。以6個品種在15d處理時的葉片丙二醛含量、SOD酶活性、POD酶活性、脯氨酸含量、總葉綠素含量等變化差值為依據，計算出其平均隸屬函數。結果表明：6個品種的綜合抗旱性強弱順序為：溫宿紅葡萄>新郁>無核白>SP522>無核白雞心>火焰無核。溫宿紅葡萄的隸屬函數值最大為0.800，火焰無核的最小為0.018。

表115d自然干旱脅迫下6個葡萄品種抗旱性綜合分析

3 討論與結論

當植物受到干旱危害時，會導致植株形態、生理特征及滲透調節物質發生變化[4]，所以植物的抗旱性可以通過抗旱鑒定指標來體現[5]。關于葡萄抗旱性方面，有人通過植株旱害指數[6]或以植株旱害指數為基礎[7]研究了葡萄砧木或品種間的抗旱性差異，有人通過生理生化指標[8]研究了品種間抗旱性差異，也有人通過研究植株葉片結構來探究其抗旱性[9]。筆者主要以5個生理生化指標在不同干旱脅迫下的變化差異為基礎，結合隸屬函數法綜合鑒定6個品種（系）間的抗旱性能力差異，試驗分析結果與筆者前期[7]的結果一致。

綜合以上結果，筆者認為新疆地方品種及該地區所育品種（系）抗旱性較強，外引品種抗旱性較差，這可能與新疆極其干旱的氣候有關。在露地栽培中應以本地區的優質品種為主，引種和育種中應多考慮品種的抗旱因素。

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