干旱脅迫對藍莓葉片生理特征的影響

楊海燕 吳文龍 閭連飛

摘要：為探討不同藍莓品種在干旱脅迫下的抗性機制，以園藍和杰兔2個藍莓品種為材料，研究不同干旱脅迫時間對藍莓葉片生理生化指標的影響。結(jié)果表明，干旱脅迫下，隨著時間的延長，藍莓葉片組織含水量呈現(xiàn)下降的趨勢，其中杰兔的下降趨勢較平緩;MDA含量和O-2· 產(chǎn)生速率總體上升，可溶性蛋白含量亦總體呈現(xiàn)上升的趨勢，其中杰兔葉片的可溶性蛋白含量上升較快;SOD活性總體呈下降趨勢，表明園藍和杰兔具有一定的耐旱性，其中從組織含水量的變化來看，杰兔的耐旱性略好于園藍。此外，葉片含水量、O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的變化趨勢明顯，表現(xiàn)最直觀，可作為初步篩選抗旱藍莓品種的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：藍莓;水分脅迫;生理特征;葉片

中圖分類號： S663.901文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）04-0131-03

收稿日期：2018-12-07

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（18）2017];江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項目（編號：JATS[2018]317）;南京市科技計劃（編號：201608059）。

作者簡介：楊海燕（1983—），女，江蘇常州人，博士研究生，助理研究員，主要從事小漿果營養(yǎng)與栽培生理研究。E-mail：haiyanyang_025@126.com。

通信作者：吳文龍，研究員，主要從事小漿果栽培與育種研究。E-mail：1964wwl@163.com。

藍莓為杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium L.）植物，其果實為小漿果，營養(yǎng)豐富，深受消費者喜愛[1]。目前藍莓引入我國已有30余年，很多學者在藍莓的品種選育和栽培地土壤改良等方面開展了大量研究，不斷推動著藍莓產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展[2-3]，然而面對全球日益嚴重的氣候災害和水資源短缺現(xiàn)狀，干旱成為制約藍莓產(chǎn)量的一個重要因素。準確快速地鑒定品種抗旱性對于藍莓在我國南方坡地、山地、干旱半干旱地區(qū)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及種植推廣有著非常重要的意義。

本試驗以園藍和杰兔品種為試驗材料，通過控水處理模擬干旱脅迫，分析各抗旱指標的變化規(guī)律，并對2種試驗材料進行抗旱性比較，旨在通過探討這些抗旱指標在干旱脅迫下的變化規(guī)律，找出快速比較藍莓各品種抗旱性的方法，進而為藍莓耐旱品種的選育提供科學依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料

試驗在江蘇省中國科學院植物研究所的溫室大棚[平均溫度為（26±3） ℃，相對濕度為（86±20）%，自然光照]內(nèi)進行，試驗材料為一年生園藍和杰兔的扦插苗，種植在直徑為26 cm、高為24 cm的圓盆中，經(jīng)過5個月標準水肥管理后開始試驗。試驗選取生長一致的盆栽苗進行干旱處理，連續(xù)9 d不澆水，分別在處理后0、3、6、9 d取樣，進行生理生化指標的測定，以處理0 d為對照。

1.2?方法

1.2.1?組織含水量的測定?選取生長一致的功能葉片10張，稱量其鮮質(zhì)量（m1）;100 ℃殺青10 min，60 ℃烘干至恒質(zhì)量后稱其干質(zhì)量（m2），組織含水量（LWC）的計算公式為LWC=（m1-m2）/m1×100%。

1.2.2?可溶性蛋白含量的測定?可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法測定[4]：取0.5 g新鮮葉片以0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值為7.8）為提取介質(zhì)，勻漿后在5 300 r/min下離心10 min，取2 mL勻漿后樣品與2 mL考馬斯亮藍G-250溶液混合，在波長為595 nm處測定吸光度，根據(jù)公式計算可溶性蛋白濃度。

1.2.3?超氧陰離子自由基產(chǎn)生速率的測定

參照王愛國等的羥胺氧化反應方法[5]測定超氧陰離子自由基（O-2· ）產(chǎn)生速率。取0.5 g新鮮葉片，加入6 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液（pH值為7.8）進行研磨后，在5 300 r/min下離心10 min，取上清，即樣品粗酶液。取0.5 mL樣品粗酶液，向其中加入0.5 mL0.05 mol/L 磷酸緩沖液（pH值為7.8）和1 mL 1 mmol/L鹽酸羥胺，搖勻后于25 ℃下保溫1 h，然后再加入1 mL 17 mmol/L對氨基苯磺酸（以冰乙酸 ∶水=3 ∶1配制）和1 mL 7 mmol/L α-萘胺（以冰乙酸 ∶水=3 ∶1 配制），混勻后于25 ℃下保溫20 min，在波長為530 nm處測定其吸光度，根據(jù)公式計算O-2· 產(chǎn)生速率。

1.2.4?丙二醛含量的測定

丙二醛（MDA）含量采用李合生的方法[6]測定。取1.0 g果實，加入10 mL 10%三氯乙酸溶液進行研磨，2 650 r/min離心10 min，取上清液2 mL，加入2 mL 0.6%硫代巴比妥酸（TBA）溶液，混勻，沸水浴反應15 min，迅速冷卻后，在2 000 r/min下離心10 min，取上清液分別在波長為532、600、450 nm處測定吸光度，根據(jù)公式計算MDA含量。

1.2.5?超氧化物歧化酶活性的測定

采用黃嘌呤氧化酶法[7]測定超氧化物歧化酶（SOD）的活性。取1.0 g新鮮葉片，加入8 mL 濃度為0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值為7.8）冰浴研磨后，在4 ℃、6 625 r/min 離心20 min，取上清液在560 nm處測定吸光度。以1 mL反應液中SOD抑制率達50%時所對應的SOD量為1個活性單位（U）。

1.3?統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行處理，DPS軟件進行差異顯著性分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?干旱脅迫對藍莓葉片組織含水量的影響

從圖1可知，干旱脅迫下藍莓葉片的組織含水量隨時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢，但是下降趨勢平緩。正常條件下，杰兔和園藍的葉片含水量約為67.02%和65.55%。在9 d的干旱期內(nèi)，干旱脅迫誘發(fā)了水分含量的進一步下降。在干旱脅迫9 d后，杰兔和園藍葉片含水量分別減少為59.95%和51.23%，只比對照減少了10.55%和21.85%。杰兔含水量下降趨勢非常緩慢，各處理時間點之間的含水量差異不大。

2.2?干旱脅迫對藍莓葉片O-2· 產(chǎn)生速率的影響

如圖2所示，干旱脅迫下藍莓植株葉片中O-2· 產(chǎn)生速率隨著時間的延長逐漸上升，杰兔和園藍葉片的O-2· 產(chǎn)生速率均在脅迫9 d后達到最大值，分別為對照的142.78% 和140.67%。杰兔各處理時間點的O-2· 產(chǎn)生速率略高于園藍。

2.3?干旱脅迫對藍莓葉片丙二醛含量的影響

如圖3所示，在9 d的干旱期內(nèi)，受到脅迫的藍莓植株葉片中的MDA含量隨時間的延長呈現(xiàn)波動上升的趨勢，杰兔和園藍葉片中的MDA含量在脅迫9 d后達到最大值，分別為對照的253.17%和249.50%，差異顯著（P<0.05）。

2.4?干旱脅迫對藍莓葉片可溶性蛋白含量的影響

如圖4所示，在9 d的干旱期內(nèi)，受到脅迫的植株葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量隨著時間的延長總體呈現(xiàn)上升趨勢，杰兔和園藍的可溶性蛋白含量在脅迫9 d后達到最大值，分別為對照的1.4倍和1.2倍，差異顯著（P<0.05）。

2.5?干旱脅迫對藍莓葉片SOD活性的影響

從圖5可以看出，隨著脅迫時間的延長，杰兔SOD活性總體呈下降趨勢，在脅迫9 d后達到最小值，為對照的44.21%;園藍的SOD活性在各處理時間點均低于對照。

3?結(jié)論與討論

葉片含水量是反映植物受干旱脅迫程度的主要生理指標之一，含水量降幅越小，其抗旱性就越強[8]。此外，植物受到逆境傷害時，細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能首先受到傷害。而在細胞膜受到傷害的同時，活性氧自由基可以誘發(fā)細胞膜脂的不飽和脂肪酸發(fā)生連鎖的過氧化反應，使脂肪發(fā)生降解，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物，其中最主要的產(chǎn)物就是丙二醛（MDA）[9]。MDA含量的高低是反映細胞膜脂過氧化作用強弱和質(zhì)膜破壞程度的重要指標。本試驗結(jié)果表明，水分脅迫下杰兔和園藍的葉片含水量降幅較小，尤其是杰兔品種，在脅迫9 d后其含水量比對照僅減少的10.55%，說明杰兔較園藍抗性強。在干旱脅迫下，杰兔和園藍葉片的O-2· 產(chǎn)生速率、MDA含量均呈上升的趨勢，表明藍莓葉片的細胞膜結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)受到了一定程度的傷害。但是可溶性蛋白含量和SOD活性的增加，說明植株正在通過調(diào)節(jié)自身的防御系統(tǒng)抵抗外界的傷害。

根據(jù)試驗結(jié)果，2個藍莓品種材料在干旱脅迫下，葉片含水量、O-2· 產(chǎn)生速率、可溶性蛋白含量和MDA含量以及SOD活性均有所變化，但葉片含水量、O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的變化趨勢明顯，表現(xiàn)最直觀，能更好地反映各材料的抗旱性，可作為初步篩選藍莓抗旱材料的依據(jù)。

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