干旱脅迫條件下貴陽市引種5種柑橘砧木的抗旱性比較

楊雪蓮

(貴州大學，貴州貴陽 550025)

柑橘(Citrusreticulata)屬蕓香科柑橘屬柑橘種植物，是我國南方的重要果樹之一，但柑橘大多種植于丘陵、山地或海涂，季節性干旱往往給柑橘的生長發育和產量品質造成極為不利的影響[1]，因此，篩選或培育抗旱性強而又高產的柑橘種質資源尤為重要。砧木是嫁接果樹的基礎，對接穗品種的生長發育及果實產量和品質等均有重要影響。我國柑橘砧木資源豐富，在廣西也有較多柑橘砧木地方品種和變異類型，對當地的氣候和土壤有良好的適應性。全球氣候變化與局部干旱化將導致越來越多的干旱、半干旱地區受到更為嚴重的干旱脅迫影響[2]。在不同干旱條件下植物葉片內的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、游離脯氨酸、可溶性糖、丙二醛、電導率等生理生化指標的變化，可以用于研究這些因子在干旱脅迫時發生變化的規律。干旱脅迫處理在藍莓、李、桃、梨和杏方面已有比較廣泛的應用[3-4]。目前，我國關于干旱脅迫在柑橘方面的相關研究還很少。

在柑橘品種抗旱性研究上，聶華堂等對柑橘抗旱性與生理生化指標的變化關系曾有過報道，認為它們在干旱脅迫時可溶性蛋白質含量的累積及葉片中POD活性的增加率與柑橘品種的抗旱力強弱呈正相關[5]。甘海峰等在柑橘砧木的干旱脅迫的研究中指出，干旱脅迫對山東枳殼、寧明橘、陽朔金寶酸橘、滑皮金橘、桂枳1號5個供試品種葉片中抗氧化酶系統SOD、POD活性以及對蛋白質、MDA含量均產生了影響。SOD、POD活性均有不同程度的升高，可溶性蛋白質含量均有不同程度的降低，且干旱脅迫顯著提高了5個柑橘品種葉片中MDA的含量[2]。砧木的抗旱性對柑橘樹體抗旱力強弱有十分重要的影響，因此，對不同柑橘砧木抗旱性的研究，對促進我國柑橘發展有重大意義。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

以厚皮枳、皺皮枳、枳橙、77-1、錦橙2年實生幼苗為試驗材料。處理組于2015年3月1日進行充分澆水后讓其做避雨干旱處理，對照組放置于溫室外進行正常日常管理。隨后每隔5 d分別對干旱脅迫和對照組取其葉片進行生理生化指標測定1次。

1.2 測定指標及方法

丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、蛋白質含量的測定參考李合生的《植物生理生化實驗原理和技術》[6]。

1.3 柑橘砧木抗旱性比較

1.4 數據分析

使用Excel表格進行數據統計和圖表分析。

2 結果與分析

2.1 天氣狀況

試驗于2015年3月在貴州大學農學院開展，對照在試驗階段的生長環境見表1。從表1可以看出，貴陽市花溪區春季多雨，溫度較低，溫差相對較大。在此天氣狀況下對5個柑橘砧木材料進行干旱脅迫。3月基本上每天都有小雨，雨水充沛，對置于室外的對照，即使不澆水，靠雨水也能夠維持正常的生理活動。試驗期間風力均為微風。

2.2 可溶性蛋白含量的動態變化

可溶性蛋白是植物生命活動的體現，不同植物可溶性蛋白的含量有所不同。植物體內的可溶性蛋白大多是參與各類代謝的酶類，在植物受到干旱脅迫時，可溶性蛋白含量會發生一定的變化，可溶性蛋白含量越高抗旱性越強，測定其含量變化是了解植物抗旱性的重要指標之一[7]。

從圖1-A可以看出，77-1、錦橙、皺皮枳的可溶性蛋白含量都在5～10 d下降，10～20 d呈現上升趨勢；其中，厚皮枳可溶性蛋白含量一直處于上升狀態；枳橙是在5～10 d呈現緩慢上升后下降，以錦橙、77-1可溶性蛋白含量上升最為明顯。

從圖1-B可以看出，對照組的不同品種蛋白質含量波動不大。品種間比較厚皮枳可溶性蛋白含量最低，在干旱脅迫階段呈現逐漸上升的趨勢；皺皮枳蛋白質含量相對較高，且呈現先上升后下降再上升變化趨勢；77-1、錦橙可溶性蛋白變化趨勢相同，均呈現先下降后上升趨勢，但錦橙可溶性蛋白含量高于77-1。圖1-A、圖1-B比較可知，在大棚內的植株對干旱脅迫表現較為突出，可溶性蛋白隨時間的延長波動較大，表明春季遇到干旱對柑橘砧木生長有較大影響。

表1 2015年3月貴州市花溪區天氣狀況

2.3 可溶性糖含量的動態變化

可溶性糖含量不僅是植物體內重要的能量來源，還是植物體內重要的滲透調節物質[8]。從圖2-A可以看出，厚皮枳、皺皮枳、枳橙、77-1、錦橙中的可溶性糖含量都是隨著干旱脅迫時間的增加呈現先下降再上升的趨勢，但其中以皺皮枳、枳橙可溶性糖含量上升趨勢最為明顯而且大于其他幾個品種。從圖2-B可以看出，在自然條件下厚皮枳、皺皮枳、枳橙、77-1、錦橙中的可溶性糖含量雖然都在緩慢的上升，但上升趨勢都不大。從圖2-A、圖2-B可以看出，經過溫室內干旱脅迫處理的可溶性糖含量隨著干旱脅迫時間的增加明顯高于在溫室外自然條件下的可溶性糖含量。

2.4 過氧化物酶(POD)活性的動態變化

POD可以清除掉植物體內過多的H2O2等過氧化物，并且是細胞內防御酶系統中自由基的清除劑。不同品種POD活性變化會隨著干旱脅迫時間的增加而有所不同[9]。

從圖3-A可以看出，不同柑橘砧木品種的POD活性都呈現出穩定上升趨勢，其中以皺皮枳、枳橙上升趨勢最為明顯，POD活性明顯高于其他3個品種。從圖3-B可以看出，5個品種中POD活性的變化基本維持不變。從圖3-A、圖3-B 綜合可以看出， 隨著干旱脅迫天數的增加， 干旱脅迫處理不同品種中的POD活性都會高于自然條件下的品種。

2.5 超氧化物歧化酶(SOD)活性的動態變化

SOD是植物體內重要的抗氧化保護酶，SOD活性能直接影響著活性氧的清除，而細胞對活性氧的清除能力越強，越能避免植物體內過度積累的活性氧對細胞膜和細胞功能的傷害[9]。

從圖4-A可以看出，不同品種SOD活性都是隨著干旱脅迫時間的增加呈現先上升后下降的趨勢，其中皺皮枳、枳橙的SOD活性明顯高于其他3個品種。從圖4-B可以看出，隨著干旱脅迫天數的增加，不同品種SOD活性沒有明顯變化。

2.6 丙二醛(MDA)含量的動態變化

MDA是膜脂過氧化的主要產物之一，植物體內MDA含量的多少可以直接反映植物受害程度，隨著干旱脅迫時間的增加丙二醛含量也會有所增加，但丙二醛含量越多植物的抗旱性會越弱[10-11]。

從圖5-A可以看出，隨著干旱脅迫時間的增加，厚皮枳、皺皮枳、枳橙、77-1、錦橙MDA含量有不同程度的上升，其中厚皮枳、77-1上升趨勢最為明顯，隨著干旱脅迫時間的增加厚皮枳、77-1、錦橙的MDA含量都高于皺皮枳、枳橙。從圖5-B可以看出，在自然條件下幾個柑橘砧木品種MDA含量都是基本維持不變。從圖5-A、圖5-B綜合可以看出，隨著干旱脅迫時間的增加，干旱脅迫處理中MDA含量都高于自然條件的對照。

2.7 脯氨酸含量的動態變化

干旱脅迫下，植物細胞內能快速合成一些小分子滲透調節物質，以達到保持細胞膨壓，維持細胞正常生理功能的目的。脯氨酸是較為普遍的滲透調節物質之一，在干旱脅迫期間不同品種柑橘砧木的脯氨酸含量都有所增加[12-13]。

從圖6-A可以看出，隨著干旱脅迫時間的增加，厚皮枳、皺皮枳、枳橙、77-1、錦橙的脯氨酸含量都有所增加，不同品種在5～10 d脯氨酸含量都基本維持不變，10 d以后不同品種的脯氨酸含量都有明顯上升，其中以皺皮枳、枳橙上升最為明顯。從圖6-B可以看出，隨著干旱脅迫時間的增加，在自然條件下的對照不同品種的脯氨酸含量基本維持不變。

2.8 柑橘砧木抗旱性綜合比較

以不同柑橘砧木在干旱脅迫下測定各指標最終進行模糊統計中隸屬函數分析加權平均值作為柑橘砧木抗旱性綜合比較標準。

從表2可以看出，皺皮枳的平均隸屬值最大，表明抗旱性最強；77-1的平均隸屬值最小，表明抗旱性最弱。分析結果，不同柑橘砧木材料抗旱性依次表現為：皺皮枳>厚皮枳>枳橙>錦橙>77-1。

表2 柑橘砧木抗旱性指標隸屬函數值及綜合比較

為進一步研究5個柑橘砧木材料抗旱性指標間的協同變異程度，對上述材料的可溶性蛋白質含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、丙二醛、脯氨酸含量進行相關性分析，從表3可以看出，平均隸屬值與可溶性糖、SOD活性、丙二醛之間都呈顯著水平。從表4可知，平均隸屬值與可溶性糖SOD活性、丙二醛的決定系數都在0.5以上，表明可以用平均隸屬值的大小來比較柑橘砧木材料抗旱性的強弱[14]。

表3 不同柑橘砧木材料生理指標間的相關性分析

注：A1—可溶性蛋白質；A2—可溶性糖；A3—超氧化物歧化酶；A4—過氧化物酶；A5—丙二醛；A6—脯氨酸；A7—平均隸屬值；“**”為1%水平顯著相關；“*”為5%水平顯著相關。表4同。

表4 不同柑橘砧木材料生理指標間的相關性分析

3 討論與結論

干旱脅迫處理會引起植物體內多種生理生化指標發生不同程度的變化，本試驗結果表明，在干旱脅迫下柑橘砧木的可溶性蛋白質、可溶性糖、SOD、POD、脯氨酸、丙二醛含量都有不同程度的影響。

為了有效提高植物滲透調節能力，植物會在干旱脅迫下積累滲透調節物質，以增強植物的抗旱性。植物中參與滲透調節的有機物包括可溶性蛋白質、可溶性糖、脯氨酸等，而可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量的增加有利于植物抗旱性的提升[15]。本試驗中不同柑橘砧木材料的可溶性糖含量都呈現先緩慢下降后再上升的趨勢，其中皺皮枳、枳橙上升趨勢最明顯，皺皮枳含量高于枳橙，表明皺皮枳抗旱性要強于其他幾個品種?？扇苄缘鞍缀吭诟珊得{迫處理下總體呈現上升趨勢，可以推斷出柑橘砧木在受到干旱脅迫時以提高可溶性蛋白質、可溶性糖含量來提高其抗旱力。脯氨酸含量在干旱脅迫過程也隨著干旱脅迫時間增加而提高，從而提高了柑橘砧木的滲透調節能力；其中以皺皮枳和枳橙的提高最為明顯，皺皮枳又明顯高于枳橙，表明皺皮枳的抗旱能力最高。

SOD、POD是柑橘砧木體內的保護酶，主要作用是清除柑橘砧木體內的活性氧、自由基和過氧化物。柑橘砧木在受到干旱脅迫等逆境時體內的活性氧和自由基等物質會增加，從而對植物體內的細胞膜和細胞功能造成傷害，保護性酶在保持植物正常發育的過程中起到關鍵作用。前人研究結果，保護性酶與植物的抗氧化能力成正比，是評價植物抗逆性的重要標志。本試驗中SOD、POD活性會隨著干旱脅迫時間的延長呈現上升的趨勢，表明柑橘砧木在受到干旱脅迫時會提高體內的SOD、POD活性，從而增強柑橘砧木清除活性氧、自由基等傷害植物細胞膜和細胞功能物質的能力。

MDA與蛋白質氨基酸殘基反應生成的產物會降低細胞膜的穩定性，導致膜的滲漏，增大細胞膜的選擇透性，使電解質外滲，破壞葉綠體膜、線粒體膜等亞細胞器膜的功能和結構，導致生理功能的紊亂，MDA含量增加會加重細胞膜的傷害。本試驗中柑橘砧木在干旱脅迫處理下不同品種MDA含量都呈現逐漸上升趨勢，其中以厚皮枳、77-1、錦橙的含量上升最快，而皺皮枳MDA含量略低于枳橙的MDA量。

本試驗以厚皮枳、皺皮枳、枳橙、77-1、錦橙為試驗材料，在干旱脅迫下分別在5、10、15、20 d時測定其可溶性蛋白質含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量，對其含量采用模糊統計分析中隸屬函數分析其隸屬函數平均值作為柑橘砧木抗旱性綜合比較標準。通過比較得出不同柑橘砧木材料的抗旱性依次表現為皺皮枳>厚皮枳>枳橙>錦橙>77-1。

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