PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗生理和葉綠素熒光特性的影響

馮 蕊，周 琪，吳令上，朱玉球，高燕會

（浙江農林大學 省部共建亞熱帶森林培育國家重點實驗室，浙江 杭州 311300）

干旱作為植物重要的非生物脅迫之一，是全球面臨的重大環境問題，嚴重影響植物的生長、發育和生存[1]。植物會通過形態、生理生化、光合作用及分子水平等層次的響應抵御干旱脅迫[2-9]。植物受干旱脅迫傷害時，脂膜過氧化導致丙二醛(MDA)積累，使蛋白質和核酸變性，導致膜流動性降低，膜透性增強，因此MDA 的多少可衡量植物細胞受傷害的程度[10]；活性氧保護酶過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)協同作用可有效清除植物體內過多的自由基，從而維持植物體內活性氧代謝系統的平衡[11-12]；植物還會積累可溶性糖等滲透調節物質以提高細胞保水能力，從而維持細胞的正常生理過程來響應干旱脅迫[13-15]；干旱脅迫還能破壞植物水分代謝，導致葉綠素分解，影響光能電子傳遞和轉換、光合磷酸化及暗反應等過程，使植物光合速率下降，嚴重時還可導致葉綠體光合機構的破壞，對植物體造成不可逆影響。葉綠素熒光參數對干旱脅迫的響應非常靈敏，可作為監測光合作用過程中光能的吸收、傳遞、耗散和分配的指標，判斷植物干旱脅迫的程度；董斌等[16]利用葉綠素熒光檢測油茶Camelliaoleifera的干旱抗性，選育出抗干旱的油茶品種。

植物根系利用細胞水勢低于土壤水勢的原理進行吸水，聚乙二醇6000(PEG 6000)可降低溶液水勢，根系不易從周圍吸收水分，從而造成干旱脅迫[17]。已有學者[18-19]利用不同質量分數PEG 6000 模擬不同程度的干旱脅迫對小麥Triticumaestvum和玉米Zeamays的影響。鐵皮石斛Dendrobiumcandidum是蘭科Orchidaceae 多年生草本植物，兼具很高的藥用和觀賞價值，分布于中國安徽、浙江、福建等地[20-21]。目前，已將鐵皮石斛野生資源成功進行馴化和人工移栽，實現了鐵皮石斛的大面積規?；a業種植和近野生栽培，不僅提高了鐵皮石斛的經濟價值，還推動中國中藥材產業的可持續發展[22]。在鐵皮石斛產業化種植和近野生栽培過程中，水分是一個重要的限制性生態因子，因缺水引起的干旱嚴重影響鐵皮石斛的產量和品質，因此了解干旱脅迫下鐵皮石斛生理生化和葉綠素熒光參數的變化特征，對研究鐵皮石斛耐干旱機制及鐵皮石斛的近野生栽培意義重大。近年來，已有關于干旱對鐵皮石斛的生長和生理特性變化的報道。阮凌暄等[23]研究發現：隨著PEG 6000 模擬干旱脅迫時間的延長和脅迫強度的增加，3 年生盆栽鐵皮石斛葉片活性氧積累呈上升趨勢，保護酶POD 和SOD 活性先增加后降低，第8 天時達到最大值，葉片葉綠素最大熒光(Fm)、最大光化學效率(Fv/Fm)和光化學猝滅系數(qp)逐漸降低，光反應能力降低。呂朝燕等[24]研究指出：3 年生盆栽鐵皮石斛葉片凈光合速率和氣孔導度隨干旱脅迫時間的延長呈先升高后降低的趨勢，而胞間二氧化碳 (CO2)摩爾分數和蒸騰速率則相反，呈先降低再升高的趨勢，認為鐵皮石斛為干旱避免型植物。為進一步探討鐵皮石斛抵抗干旱脅迫的生理特性，本研究擬通過不同質量分數PEG 6000 模擬干旱脅迫，對鐵皮石斛幼苗MDA、可溶性糖和可溶性蛋白、POD、CAT 等生理生化指標和葉綠素質量分數、葉綠素熒光參數等進行分析，探討鐵皮石斛幼苗抗旱的生理和葉綠素熒光特性，以期為鐵皮石斛的品種選育及產業化栽培和近野生栽培技術的建立提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料鐵皮石斛‘晶品1 號’D.candidum‘Jingpin No.1’幼苗于光照1 500～3 000 lx 和(25±2) ℃的植物組織培養室培養60 d，每天光照和黑暗時間分別為14 h 和10 h。

1.2 PEG 6000 模擬干旱脅迫處理

在MS 液體培養基中添加不同質量分數PEG 6000(5%、10%、20%、30%)模擬干旱脅迫，以不含PEG 6000 的MS 液體培養基為對照(ck)[25]。選擇長勢良好，生長較一致的‘晶品1 號’幼苗，接種于不同質量分數PEG 6000 的培養液中進行培養，光照1 500～3 000 lx，每天光照和黑暗時間分別為 14 h 和10 h，培養溫度(25±2) ℃，每個處理60 株，處理后每隔2 d 定時取5 株植株葉片和莖段觀察細胞學結構(分別記為D2、D4、D6、D8、D10和D12)；取5 株混合樣測定鐵皮石斛幼苗的MDA、POD、CAT、可溶性糖、可溶性蛋白和葉綠素等各項生理生化指標，選擇5 株植株測定葉片的葉綠素各熒光參數。每個處理3 個生物學重復。

1.3 測定方法

1.3.1 葉片和莖段組織細胞學觀察 采用瓊脂糖包埋法對鐵皮石斛‘晶品1 號’莖段和葉片進行固定。具體做法為：試驗當天將新鮮莖段和葉片樣品置于磷酸鹽(PBS)緩沖溶液(pH 7.4)中，配制質量分數為5%瓊脂糖凝膠，待凝膠溫度為50～60 ℃時，將新鮮莖段和葉片置于凝膠中，于室溫冷卻至凝膠凝固，完成樣品的固定；將固定好的莖段和葉片置于震蕩切片機上進行橫切，切片厚度為50～100 μm，切好的莖段和葉片橫切片置于載玻片上，滴加1 滴PBS 緩沖液(pH 7.4)，蓋上蓋玻片，于萊卡熒光顯微鏡(Leica DM-4000)下觀察莖段和葉片的細胞結構變化，并拍照記錄[26]。

1.3.2 生理指標的測定 采用硫代巴比妥酸法(TBA 法)測定丙二醛(MDA)質量摩爾濃度[27-28]；采用愈創木酚法測定POD 酶活性；紫外分光光度法的CAT 活性測定[11]；蒽酮法測定莖段的可溶性糖質量分數[29]；考馬斯亮藍比色法測定可溶性蛋白質量分數[30]。

1.3.3 葉綠素質量分數測定 用紫外分光度法測定葉片的葉綠素質量分數[31]。分別取不同處理‘晶品1 號’幼苗葉片，去葉脈葉緣，剪碎葉片，將0.1 g 新鮮葉片放入10 mL 離心管，加入8 mL 體積分數為95% 乙醇提取液，避光浸提 24 h 后，測定波長 663、645 和470 nm 處吸光度，并計算葉綠素質量分數。

1.3.4 葉綠素熒光參數測定 采用便攜式調制葉綠素熒光儀(PAM-2500)，于9:00—11:00，選擇從上往下數的第3 片葉子，先用暗適應夾夾住葉片暗適應20 min，然后開始測定不同質量分數PEG 6000 處理的鐵皮石斛‘晶品1 號’幼苗葉片的電子傳遞速率(ETR)、qP、光合效率(α)、非化學猝滅系數(qNP)和Fv/Fm等葉綠素熒光參數。每個處理測定5 株，每株測定3 次，取平均值。

1.4 數據統計

通過Excel 2018 整理所有原始數據，Graphpad 8.0 作圖，SPSS 20 進行方差分析，并采用單因素方差分析法和新復極差法對數據進行差異性分析和顯著性比較，誤差線用標準差表示。顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗生理生化指標的影響

2.1.1 對鐵皮石斛丙二醛質量摩濃度的影響 PEG 6000 模擬干旱脅迫處理不同時間對鐵皮石斛幼苗丙二醛質量摩爾濃度的影響差異顯著(P＜0.05)。不同質量分數PEG 6000 模擬干旱脅迫處理2～8 d 時的鐵皮石斛幼苗莖段丙二醛比較穩定，說明短時間(≤8 d)的不同質量分數PEG 6000 模擬干旱脅迫處理對鐵皮石斛細胞膜的影響較小，而到第8 天時丙二醛急劇上升，到第10 天時達最大值，比同期ck 組分別增加2.36 (5% PEG 6000)、2.43 (10% PEG 6000)、2.03 (20% PEG 6000)和2.50 倍 (30% PEG 6000)(圖1)，說明不同質量分數PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗細胞膜造成不同程度的傷害，PEG 6000 質量分數越高(30%)對鐵皮石斛細胞膜的傷害越大，抵御干旱的能力下降。

圖1 PEG 6000 模擬干旱脅迫后鐵皮石斛幼苗丙二醛的變化Figure 1 Change of MDA contents in D.candidum seedlings under PEG 6000 simulated drought stress

2.1.2 對鐵皮石斛防御酶活性的影響 PEG 6000 模擬干旱脅迫處理不同時間對鐵皮石斛幼苗CAT 和POD 活性的影響差異顯著(P＜0.05)。由圖2A 可以看出：鐵皮石斛幼苗CAT 活性隨著不同質量分數PEG 6000 處理時間的延長呈先上升后下降的趨勢，且在處理10 d 時CAT 活性達到最高值，12 d 時CAT 活性下降(圖2A)；鐵皮石斛幼苗CAT 活性隨著PEG 6000 質量分數的增加呈先上升后下降的趨勢，PEG 6000 質量分數為20%時CAT 活性明顯高于其他處理，且在處理第10 天時，CAT 活性是ck 組的3.87 倍；PEG 6000 質量分數為30%時CAT 活性降低，可能由于高質量分數PEG 6000 可使細胞脫水，嚴重影響細胞正常生活，降低CAT 活性。

圖2 PEG 6000 模擬干旱脅迫后鐵皮石斛幼苗CAT 和POD 活性的變化Figure 2 Changes of CAT and POD enzyme activities in D.candidum seedlings after PEG 6000 simulated drought stress

由圖2A 和圖2B 可知：PEG 6000 模擬干旱脅迫后，鐵皮石斛幼苗POD 活性的變化趨勢與CAT 活性基本一致。沒有PEG 6000 處理的鐵皮石斛幼苗的POD 活性幾乎保持不變，隨著PEG 6000 處理時間延長，鐵皮石斛POD 活性均呈現先上升后下降的趨勢，在處理第8 天時達到最高值(圖2B)，而后開始緩慢下降；PEG 6000 模擬干旱處理后鐵皮石斛幼苗POD 活性均高于ck 組，且隨著PEG 6000 質量分數的增加，POD 活性呈先上升后下降的趨勢，當PEG 6000 質量分數為20%時達到峰值，為119×16.67 nkat·min-1·g-1(圖2B)。

2.1.3 對鐵皮石斛幼苗可溶性糖和可溶性蛋白質量分數的影響 PEG 6000 模擬干旱脅迫處理不同時間對鐵皮石斛幼苗可溶性糖和可溶性蛋白質量分數的影響差異顯著(P＜0.05)?？扇苄蕴遣粌H能夠為植物提供碳源物質，還能維持一定的滲透壓。從圖3A 可看出：鐵皮石斛幼苗的可溶性糖質量分數隨著PEG 6000 質量分數的增加和處理時間的延長均呈上升趨勢，到第12 天時達最高，且隨著PEG 6000 質量分數的增加，可溶性糖質量分數呈上升趨勢，PEG 6000 為30%時，可溶性糖上升顯著，說明鐵皮石斛植株受到不同質量分數PEG 6000 模擬干旱脅迫時，通過增加可溶性糖來維持植物體內細胞的滲透壓。

圖3 PEG 6000 模擬干旱脅迫后鐵皮石斛幼苗可溶性糖和可溶性蛋白質量分數的變化Figure 3 Changes of soluble sugar and soluble protein contents in D.candidum seedlings after PEG 6000 simulated drought stress

從圖3B 可知：不同質量分數PEG 6000 處理對鐵皮石斛幼苗的可溶性蛋白質量分數有顯著影響(P＜0.05)，且隨著PEG 6000 處理時間的延長，鐵皮石斛幼苗的可溶性蛋白質量分數均呈下降趨勢，且在處理相同時間，PEG 6000 質量分數越高，鐵皮石斛幼苗的可溶蛋白質量分數越少。當PEG 6000 質量分數為 30%時，可溶性蛋白質量分數在第8～10 天時下降。此時蛋白質分解加速，合成減少，說明鐵皮石斛幼苗可在一定程度上消耗可溶性蛋白來調節適應 PEG 6000 的脅迫處理，但需要一定的脅迫強度和時間。

2.2 PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗葉綠素質量分數的影響

由圖4A 可知：PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗莖段和葉片葉綠素質量分數有顯著影響(P＜0.05)。隨著PEG 6000 模擬干旱脅迫時間的延長，鐵皮石斛幼苗葉綠素質量分數呈現逐漸減少的趨勢，在PEG 6000 模擬干旱處理2～8 d 時，葉綠素質量分數呈現緩慢下降的趨勢，到第10 天時，葉綠素質量分數急劇下降，較同一時間的ck 分別下降了32.01% (5%PEG 6000)、35.03% (10%PEG 6000)、44.07% (20%PEG 6000)和57.06% (30%PEG 6000)，且隨著PEG 6000 質量分數的增加，葉綠素下降幅度明顯增加。方差分析結果表明：不同質量分數PEG 6000 處理對鐵皮石斛幼苗葉綠素質量分數的有顯著的影響(P＜0.05)。對不同質量分數PEG 6000 處理12 d 時鐵皮石斛幼苗莖段和葉片瓊脂糖包埋震蕩切片觀察發現：鐵皮石斛莖段和葉片細胞內葉綠素隨著PEG 6000 質量分數的增加而減少(圖4B)，與測得葉綠素質量分數的結果一致。

圖4 PEG 6000 模擬干旱脅迫處理后鐵皮石斛幼苗葉綠素質量分數(A)及在莖和葉上的分布(B)Figure 4 Chlorophyll contents (A) and its distribution on stems and leaves (B) of D.candidum seedlings after PEG 6000 simulated drought stress treatment

2.3 對鐵皮石斛幼苗光合效率和電子傳遞速率的影響

由圖5A 和5B 可知：PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗處理不同時間對α和ETR 的影響差異顯著(P＜0.05)。隨著PEG 6000 脅迫處理時間的延長和PEG 6000 質量分數的增加，α和ETR 均呈下降趨勢，在4～8 d 時下降的幅度最大。與ck 組相比，隨著PEG 6000 質量分數的增加，α下降幅度增大(圖5A)。在PEG 6000 為30%處理時ETR 下降幅度最大，PEG 6000 為20%和30%處理12 d 時ETR 達到最低(圖5B)，說明PEG 6000 脅迫處理會使鐵皮石斛幼苗的光合作用減弱，且隨著脅迫程度增加，光合作用減弱的幅度越大。這與PEG 6000 脅迫處理下鐵皮石斛葉綠素質量分數降低的結果一致。

圖5 PEG 6000 模擬干旱脅迫后鐵皮石斛幼苗光合效率和電子傳遞速率的變化Figure 5 Changes of photosynthetic efficiency and electron transfer rate of D.candidumseedlings after PEG 6000 simulated drought stress

2.4 PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗葉綠素熒光參數的影響

2.4.1 對鐵皮石斛幼苗光能轉換效率的影響 由圖6A 可知：Fv/Fm隨著不同質量分數PEG 6000 處理時間的延長呈逐漸下降的趨勢，在PEG 6000 處理第2 天時，Fv/Fm為0.723～0.743。未添加PEG 6000 處理在第2～8 天時，鐵皮石斛幼苗Fv/Fm為0.703～0.743，說明光能轉換正常，但到第10～12 天時，Fv/Fm顯著下降(P＜0.05)，光轉換效率降低，可能由于長時間液體培養會對鐵皮石斛幼苗生長產生不利影響。隨著PEG 6000 質量分數的增加，Fv/Fm呈現顯著下降趨勢(P＜0.05)，低質量分數PEG 6000 (5%)處理后第2～8 天，Fv/Fm為0.698～0.713，說明低質量分數PEG 6000 對鐵皮石斛幼苗PSⅡ的損傷較小，而第8～12 天逐漸下降；10%～30%PEG 6000 處理后第4 天，Fv/Fm開始顯著下降，說明鐵皮石斛幼苗受到模擬干旱脅迫后，植株的最大光能轉換效率降低，PSⅡ受到脅迫損傷，嚴重影響鐵皮石斛幼苗的光合作用。

圖6 PEG 6000 模擬干旱脅迫后鐵皮石斛幼苗葉綠素熒光參數的變化Figure 6 Changes of chlorophyll fluorescence parameters of D.candidum seedlings after PEG 6000 simulated drought stress

2.4.2 對熒光猝滅系數的影響 熒光猝滅主要有光化學猝滅和非光化學猝滅，光化學猝滅是由碳代謝酶光活化和氣孔開放引起的PSⅡ電子傳遞速率增加，光化學猝滅系數(qP)一定程度上反映PSⅡ反應中心的開放程度；非光化學猝滅是由能量轉變導致的熱耗散效率增加，qNP為非光化學猝滅系數。非光化學猝滅是一種保護途徑，通過熱耗散消耗過剩的光能，使光合機構免受傷害[32-33]。PEG 6000 模擬干旱脅迫對鐵皮石斛幼苗處理不同時間對qNP和qP的影響差異顯著(P＜0.05)。由圖6B 可知：不同質量分數PEG 6000 處理均使qP在第2～12 天逐漸降低，且隨著PEG 6000 質量分數的增加而下降，說明PSⅡ反應中心的開放程度隨之降低，參加光化學反應的激發能量明顯降低，過剩的光能就會增加。由圖6C 可看出：當PEG 6000 質量分數為0～10%時，鐵皮石斛幼苗qNP隨著處理時間的延長呈先上升后下降的趨勢，PEG 6000 為0 和5%時，在處理的第10 天qNP達最高值(0.584 和0.593)，PEG 6000 為10%時于第8 天qNP達最高值(0.509)；PEG 6000 為20%和30%時，鐵皮石斛幼苗qNP隨著處理時間的延長持續下降，說明低質量分數PEG 6000 脅迫下，非光化學猝滅途徑發揮了保護作用，qNP增大；但隨著處理時間的延長或在高質量分數PEG 6000 脅迫下，qNP自我保護機制達到一定限度，導致光合反應受到傷害，無法逆轉，使qNP呈現持續下降的趨勢。

3 討論

3.1 鐵皮石斛對干旱脅迫的生理生化響應

干旱是全球性環境問題之一。植物不能逃避惡劣的自然環境條件，只能加速適應各種逆境。大多數植物可改變自身的生理生化指標來響應干旱逆境脅迫，以維持植物正常生長。

MDA 是細胞膜受到逆境脅迫傷害引起的膜脂過氧化產物，MDA 質量摩爾濃度是判斷植物細胞膜受到傷害程度的重要指標，MDA 質量摩爾濃度越高說明細胞膜受傷程度越大[28,34-35]。本研究中，鐵皮石斛幼苗MDA 質量摩爾濃度隨PEG 6000 質量分數和處理時間不同存在差異，短時間(≤8 d) PEG 6000 模擬干旱脅迫處理后鐵皮石斛幼苗MDA 變化不大，對細胞膜影響較小，而長時間(≥10 d)處理后MDA 急劇上升，且PEG 6000 質量分數越高，MDA 質量摩爾濃度越高，因此，PEG 6000 模擬干旱程度增加會導致細胞膜受到極大的傷害，膜脂過氧化程度也越大。這與構樹Broussonetiapapyrifera[36]、北美紅櫟Quercusrubra[37]和大豆Glycinemax[38]幼苗在干旱脅迫時MDA 的變化一致。

小分子滲透調節物質葡萄糖、果糖、蔗糖等可溶性糖能通過滲透調節平衡細胞滲透勢，提高細胞保水能力而維持細胞的正常生理過程。同時，干旱脅迫會導致植物細胞膜受損，透性增大，引起膜脂過氧化反應，會對蛋白質造成傷害，因此細胞內可溶性糖和蛋白變化能夠穩定滲透調節能力，是反映植物抗旱性的有效指標之一[14,39]。本研究中，鐵皮石斛幼苗可溶性糖質量分數隨PEG 6000 質量分數和脅迫處理時間的延長呈上升趨勢，說明鐵皮石斛幼苗細胞通過積累可溶性糖來提高細胞液濃度，降低細胞膜的滲透勢，維持體內細胞的滲透壓保持自身正常的生理過程。這與玉米的可溶性糖質量分數隨干旱脅迫的加劇逐漸升高的變化趨勢一致[40]。在處理時間相同時，PEG 6000 質量分數越高，鐵皮石斛幼苗可溶性蛋白質量分數越低，說明干旱環境對鐵皮石斛細胞造成極大的傷害。

植物體內較低的活性氧不會對植物細胞產生傷害[41]，而當植物受干旱脅迫時活性氧的代謝平衡被嚴重破壞，活性氧增多，攻擊植物蛋白質上各種氨基酸殘基，使蛋白質和葉綠素等分子解體，從而對植物細胞產生各種毒害作用。POD、CAT 等保護酶能有效抑制和清除植物體內的各種活性氧和自由基[42]。本研究表明：PEG 6000 模擬干旱處理鐵皮石斛幼苗后，POD 和CAT 活性都呈現先上升后下降的趨勢，POD 和CAT 酶活性的大幅提高大大增強對活性氧的抵抗能力和對植物光合機構的保護能力。該結果與三葉草Trifoliumrepens受到干旱脅迫時POD 和CAT 的活性變化一致[25]。因此，植物受干旱脅迫時通過提高相關保護酶活性來保持體內活性氧平衡。

3.2 PEG 6000 模擬干旱脅迫對葉綠素熒光參數的影響

葉綠素是光合作用最重要的色素，光合作用時葉綠素吸收能量，為CO2轉變為碳水化合物提供能量；水分是葉綠素的合成原料，干旱脅迫能使葉綠素合成減緩及葉綠素解體，直接導致葉綠素質量分數降低。本研究中PEG 6000 模擬干旱處理鐵皮石斛幼苗后，莖段和葉片葉綠素質量分數明顯降低，與PEG 模擬干旱脅迫不同抗逆性棉花Gossypiumhirsutum的葉綠素變化趨勢一致[43]。

葉綠素熒光和植物光合作用關系密切，當強光持續照射植物時，為了有效避免植物葉綠體內吸收的光能超過光合作用中發生光化學反應的能量消耗及過量的光能灼傷植物光合作用機構，植物以熒光的方式耗盡消散掉部分光能以起重要保護作用；自然條件下葉綠素熒光和植物光合速率呈負相關，葉綠素熒光變弱時光合速率就高，反之亦然。植物遭受脅迫的程度與光合作用的葉綠素熒光特性有著密切的關系[44]。本研究中，PEG 6000 模擬干旱處理鐵皮石斛幼苗，Fv/Fm、qP、ETR 均呈下降趨勢，表明PEG 6000 干旱脅迫對植物光合作用產生了傷害；PEG 6000 干旱脅迫使鐵皮石斛幼苗qNP呈上升趨勢，說明鐵皮石斛幼苗通過啟動非光化學猝滅途徑來大量消耗PSⅡ反應中心吸收的過剩光能。隨著PEG 6000 脅迫的不斷加重，qNP也開始呈現明顯下降的趨勢，可能是由于熱耗散機制受阻，無法使耗散掉吸收的過剩光能，導致光系統受到不可逆轉的損傷，影響光合作用。因此，植物受到干旱脅迫時光合作用能力降低從而影響植物的正常生長。

4 結論

通過研究對鐵皮石斛幼苗進行PEG 6000 模擬干旱脅迫處理后的生理和葉綠素熒光特性，發現鐵皮石斛幼苗具有一定的抗旱能力，在適當干旱條件下可通過自身調節來達到正常生長的目的，但也有一定限度。在較低PEG 6000 質量分數(≤5%)脅迫時，可以通過調節代謝實現自我保護，在高質量分數PEG 6000 (≥20%)時，干旱脅迫會損傷植物，影響生理過程和光合作用。20% PEG 6000 脅迫10 d 可作為鐵皮石斛抗干旱品種篩選的標準；鐵皮石斛幼苗可通過增加可溶性糖，減少可溶性蛋白，提高POD 和CAT 等防御酶活性抵抗和適應一定程度的干旱脅迫(≥20%PEG 6000 處理≥10 d)；鐵皮石斛幼苗的最大光能轉換效率降低，PSⅡ受到脅迫損傷，同時，鐵皮石斛幼苗通過啟動qNP途徑來消耗PSⅡ反應中心吸收的過剩光能，維持正常的光合作用。因此，可溶性糖和可溶性蛋白、防御酶POD 和CAT 以及葉綠體熒光參數均可作為鐵皮石斛的耐干旱指標。