PEG6000滲透脅迫對鳥巢蕨生理指標的影響

周曉俊

【摘 要】研究在聚乙二醇6000（PEG6000）室內模擬干旱條件下，比較不同濃度PEG滲透脅迫對鳥巢蕨的葉片相對含水量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性、丙二醛含量以及游離脯氨酸量5個生理指標的影響。結果表明：其葉片相對含水量與脅迫程度呈負相關；丙二醛含量、游離脯氨酸量與脅迫程度呈正相關；可溶性糖隨著脅迫的時間延長而累積；過氧化物酶活性呈先升高后降低的變化趨勢。復水后，各種生理指標有不同程度的恢復。綜合分析認為，鳥巢蕨抗旱能力較差。該研究可為鳥巢蕨的水分管理提供理論依據。

【關鍵詞】鳥巢蕨；PEG脅迫；室內模擬；生理指標

前言

鳥巢蕨[Neottopteris nidus（L.）J.Sm.]，又名巢蕨、山蘇花、王冠花，為鐵角蕨科鳥巢蕨屬多年生陰生草本植物。鳥巢蕨可作為觀賞植物栽培，尤其是近年來用作切葉發展迅速，栽培面積不斷擴大。

聚乙二醇-6000（PEG6000）模擬干旱脅迫環境的研究越來越廣泛，因本身不易自由通過植物組織細胞壁，不易滲入活細胞內，不會給種子內增加營養物質，無毒，但能使活細胞緩慢吸水等優點，而常被作為干旱脅迫的滲透脅迫劑。本研究通過PEG6000室內模擬干旱——復水方法，對鳥巢蕨進行干旱處理，研究干旱脅迫對其葉片相對含水量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性、丙二醛含量、游離脯氨酸量等相關生理指標的影響。探究鳥巢蕨適應生長的水分環境，探求水分環境對鳥巢蕨生理指標的影響規律。以對鳥巢蕨的引種栽培、開發利用和科學研究提供科學依據與參數。

1.材料與方法

1.1材料 長勢一致的12株鳥巢蕨植株，購買于云南省紅河州紅河縣商貿城。

1.2方法

1.2.1試驗設計 將植株按照葉面積均勻分成4組，每組3株。將根系用清水小心洗凈，移入水中進行無土栽培。適應7～10d后，將其移入不同濃度的PEG6000溶液中對植株進行模擬干旱脅迫處理。設3個PEG濃度為處理梯度：10%、20%、30%，以蒸餾水為對照。處理開始后，分別于0、4、8、12、16、20、24、28h取非當年生的成熟葉片進行生理指標測定，3次重復。脅迫28小時后復水，并于復水72h后來采樣測定復水情況。

1.2.2生理指標的測定

葉片相對含水量（RWC）采用烘干法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測定；游離脯氨酸量采用磺基水楊酸法測定。

1.2.3統計分析 采用Excel和SPSS 20.0對數據進行統計分析。

2.結果與分析

2.1PEG滲透脅迫對鳥巢蕨葉片相對含水量的影響

由圖1可知，不同PEG濃度處理下，鳥巢蕨葉片含水量均隨著處理時間的延長而降低，下降幅度隨脅迫濃度的提高而變大。葉片相對含水量與脅迫程度呈負相關（r =0.706）。復水后各濃度處理下的葉片含水量未恢復，植株表現為失水萎蔫。

2.2PEG滲透脅迫對鳥巢蕨可溶性糖含量的影響

由圖2可知，在PEG脅迫下，鳥巢蕨可溶性糖的含量總體呈現先升后降的趨勢，但每個處理水平下達到峰值的時間不同。復水后，各濃度下的糖含量均有一定的恢復。

2.3PEG滲透脅迫對鳥巢蕨過氧化物酶活性的影響

由圖3可知，隨著PEG濃度的升高和脅迫時間的延長， 過氧化物酶活性呈先升高后降低的變化趨勢。復水后，過氧化物酶活性恢復至與對照組相近水平。

2.4PEG滲透脅迫對鳥巢蕨丙二醛含量的影響

由圖4可知，不同PEG濃度處理下，鳥巢蕨丙二醛含量均隨著處理時間的延長而上升，上升幅度隨脅迫濃度的提高而變大。丙二醛含量與脅迫程度呈正相關（r =0.740）。復水后各濃度處理下的丙二醛含量未恢復。

2.5PEG滲透脅迫對鳥巢蕨游離脯氨酸含量的影響

由圖5可知，不同PEG濃度處理下，鳥巢蕨葉內游離脯氨酸含量均隨著處理時間的延長而上升，上升幅度隨脅迫濃度的提高而變大。游離脯氨酸含量與脅迫程度呈正相關（r =0.993）。復水后各濃度處理下的游離脯氨酸含量恢復到對照水平。

3.結論與討論

（1）葉片相對含水量的大小可以反映植物的滲透調節能力，是水分缺失條件下植物是否維持正常生長的重要指標。試驗結果表明，隨著PEG濃度的增加和脅迫時間的延長，鳥巢蕨的葉片相對含水量與脅迫程度呈負相關，復水后各濃度處理下的葉片含水量不能夠恢復，植株出現萎蔫現象，說明鳥巢蕨葉片保水能力差。

（2）可溶性糖是植物葉片細胞內的一種滲透調節物質，可溶性糖的主動積累，可以參與降低植物體內滲透勢，以利于植物在干旱逆境下維持植物體正常生長所需的水分， 以提高抗逆性。試驗結果表明，鳥巢蕨葉片中可溶性糖對滲透脅迫反應敏感，脅迫程度越高，可溶性糖積累越迅速，而其含量的很快下降說明了鳥巢蕨的抗逆性差。

（3）過氧化物酶能有效清除自由基，降低膜脂過氧化水平，從而減輕膜傷害程度，保證細胞正常的生理功能，維持其對干旱脅迫的抗性。試驗結果表明，隨著PEG濃度的升高和脅迫時間的延長，過氧化物酶活性呈先升高后降低的變化趨勢。原因可能是隨著脅迫程度的上升，膜傷害程度加深，過氧化物酶不能夠在發揮作用。復水后，過氧化物酶活性降低至與對照組相近水平。說明了鳥巢蕨耐旱性差。

（4）丙二醛是植物細胞膜脂過氧化物之一，能與細胞內各種成分發生反應，從而引起各種酶和膜的損傷。丙二醛大量增加時，表明體內細胞受到較嚴重的破壞，因此，丙二醛的含量是衡量膜透性的一個重要指標。試驗結果表明，鳥巢蕨丙二醛含量與脅迫程度呈正相關。復水后各濃度處理下的丙二醛含量不能夠恢復。說明鳥巢蕨抗旱能力較差。

（5）植物遭受逆境后會積累脯氨酸，作為胞質滲透調節劑，脯氨酸積累的多少與植物抗逆性有關，可作為抗逆性篩選的重要指標。實驗結果表明，游離脯氨酸量與脅迫程度呈正相關。這和徐新雨研究報道一致，即不耐旱的植物在脅迫中表現出高的脯氨酸含量。復水后各濃度處理下的游離脯氨酸含量恢復到對照水平。

（6）綜合比較5個指標以及復水后的恢復情況，認為鳥巢蕨對10～30%濃度的PEG脅迫都不具有適應能力，是抗旱性極差的植物，在栽培管理過程中要注意保持其充足的水分，進行嚴格的水分管理。

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