不同品種間甘薯抗旱性差異分析

陳傳信 唐君 高海峰 劉恩良 金平

摘? 要：方法：在甘薯塊莖膨大期自然干旱條件下，測定甘薯葉綠素、丙二醛、脯氨酸含量和POD活性，比較不同品種甘薯對干旱脅迫的適應性。結果：干旱脅迫下，葉綠素含量明顯下降;丙二醛含量總體先呈上升趨勢，后出現下降;脯氨酸含量也呈現先上升后下降的趨勢;POD活性則明顯上升。結論：干旱脅迫下的丙二醛含量與POD活性呈負相關，POD活性增強可能是丙二醛含量下降的主要原因;甘薯品種川9-15-13抗旱性最強，其次是商薯9號和漯薯10號。

關鍵詞：甘薯;抗旱性;生理指標

中圖分類號 S531文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）01-0049-03

Analysis of Drought Resistance Difference between Different Varieties of Sweet Potato

Chen Chuanxin1 et al.

（1Institute of Food Crops of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi 830091，China）

Abstract：Method：The test in sweet potato tuber enlargement stage by natural drought through on sweet potato leaf chlorophyll content，MDA content，proline content and POD activity was measured，many comparison of different sweet potato varieties to drought stress adaptability.Results：under drought stress，the chlorophyll content was decreased;MDA content overall assumes the trend of escalation，appeared to decline after;proline content also showed the trend of first increased and then decreased;and POD activity is significantly increased.Conclusion：under drought stress，the content of malondialdehyde （MDA） and the activity of pod was negatively correlated，the POD activity enhanced，MDA content decreased，which may is one of the main reasons for the MDA content decreased.Experimental materials （Chuan 9-15-13）showed the strongest drought resistance，followed by Shangshu 9 and Luoshu 10.

Key words：Sweet Potato;Drought resistance;Physiological index

1 引言

甘薯又名紅薯、紅芋、蕃薯等，一年生草本植物，地下部分為圓形、橢圓形或紡錘形的塊根，塊根的形狀、皮色和肉色因品種或土壤類型而異[1，2]。甘薯在我國大部分地區都有大面積種植，是我國重要的糧食經濟作物[3-7]。甘薯的根、莖、葉可加工成青飼料或發酵飼料，營養成分比一般飼料高3～4倍[8]。在甘薯生產中常常會遇到不同程度的干旱脅迫，極大地影響了其產量和品質[9，10]。干旱是全世界普遍存在的一種氣候現象，干旱條件下植物會發生較大的生理變化，使之盡量適應干旱脅迫，然而植物對干旱脅迫的適應是一個復雜的過程[11-13]。目前，大量學者對植物耐旱性鑒定的生理生化指標做了細致研究[14-18]，研究結果一致表明，葉片的相對含水量、丙二醛含量、脯氨酸含量、葉綠素含量和POD活性等生理生化指標均與植物的抗旱性有密切聯系，可作為植物抗旱的重要指標[19，20]。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

2.1.1 供試材料 實驗材料見表1。

2.1.2 試劑及儀器 試劑：NaCl，Na2SO4，NaOH，H2O2，蒸餾水，HgCl2，3，5-二硝基水楊酸，酒石酸鉀鈉，淀粉，檸檬酸，檸檬酸鈉，碳酸鈣，磷酸，冰醋酸，乙醇，愈創木酚，茚三酮，磺基水楊酸，甲苯。

儀器：分光光度計（UV-2550型），離心機，恒溫水浴鍋，電子頂載天平，研缽，刻度試管。

2.2 實驗方法

2.2.1 實驗設計 利用新疆特殊氣候條件，在大田對不同品種甘薯按區域種植，在自然干旱條件下進行脅迫處理，待甘薯塊莖膨大期第1次對甘薯葉片進行采樣檢測分析，樣品采集具有隨機性，代表性，采集的樣品用冰盒保存帶回實驗室冷凍保存，進行生理指標測定。在不同干旱脅迫時間共進行4次采樣，分別記為處理1，處理2，處理3和處理4。

2.2.2 生理生化指標檢測 葉綠素含量的測定采用乙醇法，MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法，脯氨酸含量的測定采用茚三酮顯色法，POD的活性測定采用愈創木酚法[21]。

3 結果與分析

3.1 不同品種葉片中葉綠素含量變化 如圖1所示，所有品種的葉綠素含量在干旱脅迫下都呈現下降趨勢，隨著干旱脅迫的時間增加，葉綠素含量下降的速度越來越快，證明干旱脅迫下甘薯葉片中葉綠體受到嚴重破壞，大量葉綠素分解，但3號品種的葉綠素含量幾乎不變。

3.2 不同品種葉片中丙二醛含量變化 從圖2中可以明顯看出，幾乎所有試驗品種的丙二醛含量都有不同程度的增加，其中增加最快的是5號品種，說明此品種遭受干旱脅迫導致的膜脂氧化程度最大，抗旱性低，而3號品種的丙二醛含量在小幅的增加后又出現了下降，說明該品種的抗氧化系統在抗旱中起到了重要的作用。

<C：＼Users＼Administrator＼Desktop＼安徽農學通報201901＼2019-01-4.tif>

圖2 干旱脅迫下不同甘薯的丙二醛含量變化

3.3 不同品種葉片中脯氨酸含量變化 如圖3所示，所有試驗品種甘薯的脯氨酸含量不同程度的增加后又減少到了較低水平。可以推測為所有試驗品種在干旱脅迫初期都通過改變細胞滲透壓來適應逆境，最后細胞滲透壓達到一定水平，脯氨酸含量也隨之遞減。

3.4 不同品種葉片中脯氨酸含量變化 如圖4所示，大多數品種的POD都呈上升趨勢，與其他研究者研究結果相一致，說明POD活性的強弱可以作為甘薯抗旱的重要指標。其中7號和9號品種變化最為明顯，其次是3號品種。

4 結論

干旱脅迫給甘薯生產帶來了嚴重的影響，從葉綠素，MDA，POD及脯氨酸的改變可以看出，干旱使得植物體內細胞色素遭到破壞，葉綠素釋放，細胞膜脂過氧化，MDA積累。生理代謝水平上，植物處于抵抗逆境會有一種適應性的防御反應，合成積累大量滲透調節物質，并啟動保護酶系，維持體內代謝的動態平衡。在干旱脅迫下，MDA含量變化規律與POD活性的變化相反，表明MDA含量（膜脂過氧化）會受到POD活性調控。

以上生理指標綜合顯示，甘薯品種川9-15-13在干旱生理生化指標的檢測中表現出較高的抗旱性，其次是商薯9號和漯薯10號。

參考文獻

[1]Woolfe J A.Sweet potato：an untapped food resource[M].Cambridge University Press，1992.

[2]劉慶昌.甘薯在我國糧食和能源安全中的重要作用[J].科技導報，2004，（9）：21-22.

[3]張立明，王慶美，王蔭墀.甘薯的主要營養成分和保健作用[J].雜糧作物，2003，23（3）：162-166.

[4]War Amboi J G，Dennien S，Gidley M J，et al.Characteri-sation of sweet potato from Papua New Guinea and Australia：phys-icochemical，pasting and gelatinisation properties[J].Food Chemistry，2011，126：1759-1770.

[5]馬劍鳳，程金花，汪潔，等.國內外甘薯產業發展概況[J].江蘇農業科學，2012，40（12）：1-5.

[6]郝玉華.高β-胡蘿卜素甘薯品種的組織培養技術研究[J].江蘇農業科學，2012，40（12）：60-62.

[7]李百偉，孫存華，王丹.CaCl2對NaCl脅迫下甘薯幼苗葉片滲透調節物質的影響[J].江蘇農業科學，2012，40（10）：84-85.

[8]張立明，王慶美，王蔭墀.甘薯的主要營養成分和保健作用[J].雜糧作物.2003，23（3）：162-166.

[9]汪云，陳勝勇，李觀康，等.甘薯抗旱性研究進展[J].廣東農業科學，2011，（11）：35-38.

[10]吳巧玉，何天久，夏錦慧.干旱脅迫對甘薯生理特性的影響[J].貴州農業科學，2013，41（6）：52-54.

[11]楊帆，苗靈鳳，胥曉，等.植物對干旱脅迫的響應研究進展[J].應用與環境生物學報，2007，13（4）：586-591.

[12]楊雪蓮，朱友娟.植物干旱脅迫研究進展[J].農業工程，2012，11（2）：44-45.

[13]姚覺，于曉英，邱收，等.植物抗旱機理研究進展[J].華北農學報，2007，22（增刊）：51-56.

[14]Habibi G，Hajiboland R.Alleviation of drought stress by silicon supplementation in pistachio （Pistacia vera L.） plants[J].Folia Horticulturae，2013，25 （1） ：21-29.

[15]任磊，趙夏陸，許靖，等.4種茶菊對干旱脅迫的形態和生理響應[J].生態學報，2015，35（15）：5131-5139.

[16]劉艷，陳貴林，蔡貴芳，等.干旱脅迫對甘草幼苗生長和滲透調節物質含量的影響[J].西北植物學報，2011，31（11）：2259-2264.

[17]Ghotbi-Ravandi A A，Shahbazi M，Shariati M，et al.Effects of mild and severe drought stress on photosynthetic efficiency in tolerant and susceptible barley （Hordeum vulgare L.） genotypes[J].Journal of Agronomy and Crop Science，2014，200（6）：403-415.

[18]安玉艷，梁宗鎖，郝文芳.杠柳幼苗對不同強度干旱脅迫的生長與生理響應[J].生態學報，2011，31（3）：716-725.

[19]侯利霞.甘薯抗旱性鑒定方法和評價指標[J].作物雜志，1998，（3）：20-21.

[20]鈕福祥，華希新，郭小丁，等.甘薯品種抗旱性生理指標及其綜合評價初探[J].作物學報，1996，22（4）：392-398.

[21]鄒琦.植物生理實驗指導[M].北京：中國農業出版社，2000.

（責編：王慧晴）