不同基因型燕麥苗期抗旱性研究

呂亞慈

（衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000）

燕麥隸屬禾本科燕麥屬，是1 年生長日照草本植物。植物分類學上燕麥被分為皮燕麥和裸燕麥2 種類型，是世界各地廣泛種植的農作物之一。同樣，燕麥在我國的分布也比較廣泛，以華北、西北和西南為主。燕麥籽實含有多種蛋白質、脂肪和膳食纖維等營養物質，是“全價營養食品”，同時燕麥也具有很好的醫療、保健和飼養價值[1]。

干旱作為影響農作物生長的重要因素之一，同樣影響燕麥的生長、發育和產量。不同的燕麥品種因育種方法、目標及生態條件等不同，在抗旱性方面表現不同，特別是苗期差異性表現更明顯[2]。本試驗以5種不同基因型的燕麥為研究材料，通過對干旱脅迫下燕麥苗期各項生理指標的測定，來探究不同品種燕麥苗期的抗旱性強弱，為燕麥抗旱種質資源篩選提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。5 個燕麥品種張莜7 號、張莜14 號、張燕1 號、張燕3 號、0509-12-14，均由河北省張家口市農科院提供。

1.2 試驗方法。選取粒形飽滿、大小均勻且無病蟲害的種子，用0.1%的氯化汞溶液消毒。采用紙上發芽法，待其萌發。采用水培法培養幼苗，當根長生長至2 cm 左右時，將其移栽至培養缽中。配置Hogland 培養液培養幼苗長至 3 葉 1 心后， 每天增加 5%PEG-6000，至終濃度為15%停止。7 ～8 d 幼苗葉片出現萎蔫后選取倒2 倒3 葉片進行處理。以PEG 含量為0%的培養液培育的幼苗作為對照組。

1.3 測定方法。葉綠素含量的測定采用浸提法，游離脯氨酸測定采用酸性茚三酮比色法[3]，丙二醛含量的測定采用硫代巴比妥酸法，過氧化物酶活性的測定采用愈創木酚法，過氧化氫酶活性的測定采用氮藍四唑法[4]。

1.4 試驗數據處理。利用SPSS 17.0 和Excel 統計分析軟件分別對試驗所得數據進行分析，最后用隸屬函數分析法綜合評價不同基因型燕麥的抗旱性。具體如下：R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)……(1)；R(Xi)=1-[(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)]……(2)；當生理指標的測定值與植物體抗旱性呈正相關時使用式(1)；當生理指標與抗旱性呈負相關時則使用式(2)。Xi為品種i指標測定值，Xmin和Xmax分別作為所有品種同一生理指標中的最小值與最大值。變化率(%)=[(處理- 對照)/ 對照]×100%。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對燕麥葉綠素含量的影響。本次試驗測定葉綠素在663 nm 和645 nm 的吸光值，根據數據計算得出葉綠素含量，并將2 種情況的數據進行比較，結果如表1 所示。在干旱脅迫下，試驗組與對照組葉綠素的含量相比，除張莜14 號呈現升高趨勢，其余4 個品種均呈下降趨勢。總體來看，隨著干旱脅迫時間的延長，燕麥幼苗葉片中葉綠素含量呈下降趨勢。

表1 不同濃度PEG 對燕麥葉綠素含量的影響

2.2 干旱脅迫對燕麥脯氨酸含量的影響。脯氨酸能夠保護酶的空間結構，也具有消除機體毒害等其他功能，是存在于植物機體內的一種重要的滲透調節物質。由表2 可知，5 個品種燕麥在濃度為15%PEG 脅迫處理下，體內脯氨酸大量上升，與對照組相比差異性顯著(P＜0.05)。其中，張燕3 號變化率最大。

表2 不同濃度PEG 對燕麥脯氨酸含量的影響

2.3 干旱脅迫對燕麥丙二醛含量的影響。丙二醛是膜脂過氧化的最終產物，植物細胞或器官的衰老往往會發生膜脂過氧化作用。由此可知，丙二醛的累積對植物機體會造成一定程度的傷害，植物遭受逆境傷害的程度可由其含量來顯示[5]。在不同濃度PEG 溶液中，張莜14 號丙二醛含量具有極顯著性差異，其余4 個品種均無顯著性差異。從表3 可以看出，0509-12-14的丙二醛含量差異變化率最大，張莜7 號變化率最小。

表3 不同濃度PEG 對燕麥丙二醛含量的影響

2.4 干旱脅迫對燕麥抗氧化酶活性的影響

2.4.1 干旱脅迫對燕麥過氧化物酶活性的影響。過氧化物酶是植物機體抗氧化酶系中的成員之一，其活性變化情況是衡量植物抗旱性的一個重要指標。由表4可知，試驗組與對照組相比，酶活性降低，其中，張莜14 號和張燕1 號與對照組相比差異顯著。酶活性降低的原因大致為脅迫處理時間超過了規定時間，從而使得活性氧在體內過度積累，而活性氧的過度積累超出了保護酶的保護能力，因此，酶自身受到較大的損傷，使得活性呈現降低的趨勢。

表4 不同濃度PEG 對燕麥中過氧化物酶活性的影響

2.4.2 干旱脅迫對燕麥過氧化氫酶活性的影響。不同品種的燕麥中過氧化氫酶的活性會隨著PEG 脅迫濃度的增大而呈先升后降趨勢[6]，這可能是植物所發出的一種保護性應激反應。表5 數據表明：在本試驗中，15%PEG 處理與對照相比各品種酶活性增大，且變化率最大的為0509-12-14，變化率最小的為張莜14 號。

表5 不同濃度PEG 對燕麥中過氧化氫酶活性的影響

2.4.3 干旱脅迫對燕麥超氧化物歧化酶的影響。超氧化物歧化酶是機體中存在的一種能夠清除由于代謝所產生的超氧自由基的抗氧化金屬酶，與生物體的自我保護有著非常緊密的聯系，且超氧化物歧化酶活性變化較為明顯：在逆境中，一定時間，正常狀態下的植株體內的酶活性會呈現出上升的變化趨勢。從表6 可看出，變化率最大的是0509-12-14，張莜7 號次之，張燕1 號變化最小。

表6 不同濃度PEG 對燕麥中超氧化物歧化酶活性的影響

2.5 不同基因型燕麥苗期抗旱性綜合評價。利用隸屬函數分析法進行綜合性分析及評價，并對其綜合抗旱性進行排序，由表7 可見，其綜合抗旱性由強到弱依次為：張莜7 號＞張燕1 號＞0509-12-14＞張莜14 號＞張燕3 號。

表7 干旱脅迫下不同基因型燕麥的各項生理指標隸屬函數

3 結論與討論

3.1 在逆境條件下，燕麥幼苗的生長雖會受到抑制，但依舊能維持相對穩定的生長狀態，存活較長的時間，這也能說明燕麥幼苗具有一定的耐旱性。綜合試驗結果得知，在整體狀態下燕麥幼苗受到干旱脅迫時，大部分品種的葉綠素含量降低，丙二醛含量會顯著升高。從供試的各品種來看，丙二醛含量均有上升，0509-12-14 上升最多，而張莜7 號上升幅度最小，表明張莜7 號抗旱能力最好。

3.2 3 種保護酶中，干旱脅迫下各品種過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)都有升高趨勢，而過氧化物酶活性有降低趨勢。在干旱脅迫下各品種的過氧化物酶都呈下降趨勢，張莜7 號下降幅度最小，其他幾個品種下降幅度稍大。SOD 和CAT 兩種酶的變化情況都呈上升趨勢，表明酶活性增加，其中張莜7 號酶活性較高。有研究表明，酶活性較強或是酶活性下降幅度較小都是抗旱能力強的表現[7]。

3.3 利用隸屬函數分析法綜合分析這5 種燕麥苗期抗旱性，結果顯示其抗旱性依次為：張莜7 號＞張燕1號＞0509-12-14＞張莜14 號＞張燕3 號。

此次試驗雖能為抗旱品種篩選、培育提供一定的依據，但全面評價品種抗旱性還需要綜合萌發期、成熟期的表現，需要做進一步研究。